Παραδείγματα χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Πώς οι εναλλακτικές πηγές ενέργειας βοηθούν στην παραγωγή θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας Τουλάχιστον τρεις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

Ακαδημαϊκό έτος

Διάλεξη 20

Τεχνολογίες εξοικονόμησης ενέργειας και ανάπτυξη νέων πηγών ενέργειας

Συμβατικά, οι πηγές ενέργειας μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους: μη ανανεώσιμοΚαι ανανεώσιμος. Οι πρώτες περιλαμβάνουν φυσικό αέριο, πετρέλαιο, άνθρακα, ουράνιο κ.λπ. Η τεχνολογία λήψης και μετατροπής ενέργειας από αυτές τις πηγές έχει αναπτυχθεί, αλλά, κατά κανόνα, δεν είναι φιλική προς το περιβάλλον και πολλές από αυτές εξαντλούνται.

ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ- πρόκειται για πηγές που είναι ανεξάντλητες σε ανθρώπινη κλίμακα. Η βασική αρχή της χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι η εξαγωγή της από φυσικούς πόρους - όπως το φως του ήλιου, ο άνεμος, η κίνηση του νερού σε ποτάμια ή θάλασσες, παλίρροιες, βιοκαύσιμα και γεωθερμική θερμότητα - που είναι ανανεώσιμες, δηλ. αναπληρώνεται φυσικά.

Οι προοπτικές για τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας συνδέονται με την φιλικότητα προς το περιβάλλον, το χαμηλό λειτουργικό κόστος και την αναμενόμενη έλλειψη καυσίμων στην παραδοσιακή ενέργεια.

Παραδείγματα χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

1.Αιολική ενέργειαείναι μια ακμάζουσα βιομηχανία. Η ισχύς της ανεμογεννήτριας εξαρτάται από την περιοχή που σαρώνουν τα πτερύγια της γεννήτριας. Για παράδειγμα, οι τουρμπίνες των 3 MW (V90) που κατασκευάζει η δανική εταιρεία Vestas έχουν συνολικό ύψος 115 μέτρα, ύψος πύργου 70 μέτρα και διάμετρο πτερυγίων 90 μέτρα. Τα πιο πολλά υποσχόμενα μέρη για την παραγωγή ενέργειας από τον άνεμο είναι οι παράκτιες ζώνες. Στη θάλασσα, σε απόσταση 10-12 χλμ. από την ακτή (και μερικές φορές πιο μακριά), κατασκευάζονται υπεράκτια αιολικά πάρκα. Οι πύργοι ανεμογεννητριών εγκαθίστανται σε θεμέλια από πασσάλους που οδηγούνται σε βάθος έως και 30 μέτρων. Η χρήση της αιολικής ενέργειας αυξάνεται κατά περίπου 30 τοις εκατό ετησίως και χρησιμοποιείται ευρέως στην Ευρώπη και τις ΗΠΑ.

2. Ενεργό υδροηλεκτρικούς σταθμούς(HPP) ως πηγή ενέργειας χρησιμοποιείται η δυναμική ενέργεια της ροής του νερού, η κύρια πηγή της οποίας είναι ο Ήλιος, το νερό που εξατμίζεται, το οποίο στη συνέχεια πέφτει στους λόφους με τη μορφή βροχοπτώσεων και ρέει προς τα κάτω, σχηματίζοντας ποτάμια. Οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί χτίζονται συνήθως σε ποτάμια με την κατασκευή φραγμάτων και δεξαμενών. Είναι επίσης δυνατή η χρήση της κινητικής ενέργειας της ροής του νερού στους λεγόμενους ΥΗΣ ελεύθερης ροής (χωρίς φράγμα).

Χαρακτηριστικά αυτής της πηγής ενέργειας:

Το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας στους υδροηλεκτρικούς σταθμούς είναι σημαντικά χαμηλότερο από ό,τι σε όλους τους άλλους τύπους σταθμών παραγωγής ενέργειας.

Οι υδροηλεκτρικές γεννήτριες μπορούν να ενεργοποιηθούν και να απενεργοποιηθούν αρκετά γρήγορα ανάλογα με την κατανάλωση ενέργειας.

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας;

Σημαντικά μικρότερος αντίκτυπος στον αέρα από άλλους τύπους σταθμών παραγωγής ενέργειας.

Η κατασκευή υδροηλεκτρικών σταθμών είναι συνήθως μεγαλύτερης έντασης κεφαλαίου.

Συχνά οι αποτελεσματικοί ΥΗΣ είναι απομακρυσμένοι από τους καταναλωτές.

Οι δεξαμενές καλύπτουν συχνά μεγάλες εκτάσεις.

Οι ηγέτες στην παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας ανά άτομο είναι η Νορβηγία, η Ισλανδία και ο Καναδάς. Η πιο ενεργή υδροηλεκτρική κατασκευή πραγματοποιείται από την Κίνα, για την οποία η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι η κύρια πιθανή πηγή ενέργειας· έως και οι μισοί από τους μικρούς υδροηλεκτρικούς σταθμούς στον κόσμο βρίσκονται στην ίδια χώρα.

3.ηλιακή ενέργεια- την κατεύθυνση της μη παραδοσιακής ενέργειας, που βασίζεται στην άμεση χρήση της ηλιακής ακτινοβολίας για την απόκτηση ενέργειας σε οποιαδήποτε μορφή. Η ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιεί μια ανεξάντλητη πηγή ενέργειας και είναι φιλική προς το περιβάλλον, δηλαδή δεν παράγει επιβλαβή απόβλητα.

Μέθοδοι παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας από την ηλιακή ακτινοβολία:

Λήψη ηλεκτρικής ενέργειας με τη βοήθεια φωτοκυττάρων.

Μετατροπή ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική με τη χρήση θερμικών κινητήρων: ατμομηχανές (έμβολο ή στρόβιλο) με υδρατμούς, διοξείδιο του άνθρακα, προπάνιο-βουτάνιο, φρέον.

Ηλιακή θερμική ενέργεια - θέρμανση μιας επιφάνειας που απορροφά τις ακτίνες του ήλιου και η επακόλουθη διανομή και χρήση της θερμότητας (εστίαση της ηλιακής ακτινοβολίας σε ένα δοχείο με νερό για τη μετέπειτα χρήση του θερμαινόμενου νερού στη θέρμανση ή σε γεννήτριες ατμού).

Μονάδες παραγωγής θερμού αέρα (μετατροπή ηλιακής ενέργειας σε ενέργεια ροής αέρα που κατευθύνεται σε στροβιλογεννήτρια).

Μονάδες παραγωγής ηλιακών μπαλονιών (παραγωγή υδρατμών στο εσωτερικό του μπαλονιού λόγω ηλιακής ακτινοβολίας που θερμαίνει την επιφάνεια του μπαλονιού καλυμμένη με επιλεκτική απορροφητική επίστρωση), το πλεονέκτημα είναι ότι η παροχή ατμού στο μπαλόνι είναι επαρκής για τη λειτουργία του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής τη νύχτα και σε κακές καιρικές συνθήκες.

Πλεονεκτήματα της ηλιακής ενέργειας:

Δημόσια διαθεσιμότητα και ανεξάντλητη πηγή.

Θεωρητικά, πλήρης ασφάλεια για το περιβάλλον, αν και υπάρχει πιθανότητα η ευρεία εισαγωγή της ηλιακής ενέργειας να αλλάξει το albedo (χαρακτηριστικό ανακλαστικότητας) της επιφάνειας της γης και να οδηγήσει σε κλιματική αλλαγή.

Μειονεκτήματα της ηλιακής ενέργειας:

Εξάρτηση από τον καιρό και την ώρα της ημέρας.

Κατά συνέπεια, η ανάγκη για αποθήκευση ενέργειας.

Υψηλό κόστος κατασκευής.

Η ανάγκη για περιοδικό καθαρισμό της ανακλαστικής επιφάνειας από τη σκόνη.

Θέρμανση της ατμόσφαιρας πάνω από το εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας.

4.Παλιρροϊκοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής. Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής αυτού του τύπου είναι ένας ειδικός τύπος υδροηλεκτρικού σταθμού που χρησιμοποιεί την ενέργεια της παλίρροιας, αλλά στην πραγματικότητα την κινητική ενέργεια της περιστροφής της Γης. Παλιρροιακά εργοστάσια παραγωγής ενέργειας κατασκευάζονται στις ακτές των θαλασσών, όπου οι βαρυτικές δυνάμεις της Σελήνης και του Ήλιου αλλάζουν τη στάθμη του νερού δύο φορές την ημέρα.

Για να ληφθεί ενέργεια, ο κόλπος ή το στόμιο του ποταμού μπλοκάρεται από ένα φράγμα στο οποίο είναι εγκατεστημένες υδροηλεκτρικές μονάδες, οι οποίες μπορούν να λειτουργήσουν τόσο σε λειτουργία γεννήτριας όσο και σε λειτουργία αντλίας (για άντληση νερού στη δεξαμενή για μετέπειτα λειτουργία απουσία παλίρροιας ). Στην τελευταία περίπτωση, ονομάζονται μονάδα παραγωγής ενέργειας με αντλία αποθήκευσης.

Τα πλεονεκτήματα του PES είναι η φιλικότητα προς το περιβάλλον και το χαμηλό κόστος παραγωγής ενέργειας. Τα μειονεκτήματα είναι το υψηλό κόστος κατασκευής και η αλλαγή ισχύος κατά τη διάρκεια της ημέρας, γι' αυτό το PES μπορεί να λειτουργήσει μόνο σε ένα ενιαίο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας με άλλους τύπους σταθμών παραγωγής ενέργειας.

5.γεωθερμική ενέργεια- την κατεύθυνση της ενέργειας, με βάση την παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας σε βάρος της θερμικής ενέργειας που περιέχεται στα έγκατα της γης, σε γεωθερμικούς σταθμούς. Σε ηφαιστειακές περιοχές, το νερό που κυκλοφορεί υπερθερμαίνεται πάνω από τις θερμοκρασίες βρασμού σε σχετικά μικρά βάθη και ανεβαίνει μέσω ρωγμών στην επιφάνεια, μερικές φορές εκδηλώνεται με τη μορφή θερμοπίδακες. Πρόσβαση στο υπόγειο ζεστά νεράδυνατό με τη βοήθεια βαθιάς γεώτρησης φρέατος. Τα ξηρά πετρώματα υψηλής θερμοκρασίας είναι πιο συνηθισμένα, η ενέργεια των οποίων είναι διαθέσιμη με άντληση και στη συνέχεια απόσυρση υπερθερμασμένου νερού από αυτά. Υψηλοί βραχώδεις ορίζοντες με θερμοκρασίες κάτω των 100 °C είναι επίσης συνηθισμένοι σε πολλές γεωλογικά ανενεργές περιοχές, επομένως η πιο ελπιδοφόρα είναι η χρήση γεωθερμών ως πηγής θερμότητας. Η οικονομική χρήση των γεωθερμικών πηγών είναι ευρέως διαδεδομένη στην Ισλανδία και τη Νέα Ζηλανδία, την Ιταλία και τη Γαλλία, τη Λιθουανία, το Μεξικό, τη Νικαράγουα, την Κόστα Ρίκα, τις Φιλιππίνες, την Ινδονησία, την Κίνα, την Ιαπωνία, την Κένυα. Η μεγαλύτερη γεωθερμική μονάδα στον κόσμο είναι η Καλιφόρνια Geyser Plant, με ονομαστική ισχύ 750 MW.

6.βιοκαύσιμα- αυτό είναι ένα καύσιμο από βιολογικές πρώτες ύλες, που λαμβάνεται, κατά κανόνα, ως αποτέλεσμα της επεξεργασίας βιολογικών αποβλήτων. Υπάρχουν και έργα ποικίλους βαθμούςπολυπλοκότητα με στόχο την απόκτηση βιοκαυσίμων από κυτταρίνη και διάφοροι τύποιοργανικά απόβλητα, αλλά αυτές οι τεχνολογίες υπάρχουν πρώιμο στάδιοανάπτυξη ή εμπορευματοποίηση. Διαφέρει υγρό βιοκαύσιμο(για κινητήρες εσωτερικής καύσης, π.χ. αιθανόλη, μεθανόλη, βιοντίζελ), στερεό βιοκαύσιμο(καυσόξυλα, μπρικέτες, πέλλετ καυσίμου, ροκανίδια, άχυρο, φλοιοί) και αεριώδης(βιοαέριο, υδρογόνο).

Οι ΗΠΑ και η Βραζιλία παράγουν το 95% της παγκόσμιας βιοαιθανόλης. Η αιθανόλη στη Βραζιλία παράγεται κυρίως από ζαχαροκάλαμο και στις ΗΠΑ από καλαμπόκι. Η Merrill Lynch εκτιμά ότι η διακοπή της παραγωγής βιοκαυσίμων θα οδηγήσει σε αύξηση των τιμών του πετρελαίου και της βενζίνης κατά 15%.

Η αιθανόλη είναι μια λιγότερο «ενεργειακά πυκνή» πηγή ενέργειας από τη βενζίνη. χιλιόμετρα των μηχανών που λειτουργούν Ε85(ένα μείγμα 85% αιθανόλης και 15% βενζίνης, το γράμμα "E" από το αγγλικό αιθανόλη), ανά μονάδα όγκου καυσίμου είναι περίπου το 75% των χιλιομέτρων των τυπικών αυτοκινήτων. Τα συνηθισμένα αυτοκίνητα δεν μπορούν να λειτουργήσουν με E85, αν και οι κινητήρες εσωτερικής καύσης λειτουργούν καλά Ε10(ορισμένες πηγές υποστηρίζουν ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη και το E15). Στην «πραγματική» αιθανόλη, μόνο το λεγόμενο. Μηχανές «Flex-Fuel» (μηχανές «flex-fuel»). Αυτά τα οχήματα μπορούν επίσης να λειτουργούν με κανονική βενζίνη (απαιτείται ακόμη μικρή προσθήκη αιθανόλης) ή με αυθαίρετο μείγμα και των δύο. Η Βραζιλία κατέχει ηγετική θέση στην παραγωγή και χρήση βιοαιθανόλης από ζαχαροκάλαμο ως καύσιμο.

Οι επικριτές της ανάπτυξης της βιομηχανίας βιοκαυσίμων λένε ότι η αυξανόμενη ζήτηση για βιοκαύσιμα αναγκάζει τους αγρότες να μειώσουν την έκταση με καλλιέργειες τροφίμων και να τις αναδιανείμουν υπέρ των καυσίμων. Οικονομολόγοι στο Πανεπιστήμιο της Μινεσότα εκτιμούν ότι η έκρηξη των βιοκαυσίμων θα αυξήσει τον αριθμό των πεινασμένων στον πλανήτη σε 1,2 δισεκατομμύρια μέχρι το 2025.

Από την άλλη πλευρά, ο Οργανισμός Τροφίμων και Γεωργίας των Ηνωμένων Εθνών (FAO) στην έκθεσή του αναφέρει ότι η αύξηση της κατανάλωσης βιοκαυσίμων μπορεί να βοηθήσει στη διαφοροποίηση των γεωργικών και δασικών δραστηριοτήτων, συμβάλλοντας στην οικονομική ανάπτυξη. Η παραγωγή βιοκαυσίμων θα δημιουργήσει νέες θέσεις εργασίας στις αναπτυσσόμενες χώρες και θα μειώσει την εξάρτηση των αναπτυσσόμενων χωρών από τις εισαγωγές πετρελαίου. Επιπλέον, η παραγωγή βιοκαυσίμων θα επιτρέψει τη χρήση της αχρησιμοποίητης επί του παρόντος γης. Για παράδειγμα, στη Μοζαμβίκη Γεωργίαεκτελείται σε 4,3 εκατομμύρια εκτάρια από 63,5 εκατομμύρια εκτάρια δυνητικά κατάλληλης γης. Σύμφωνα με εκτιμήσεις του Πανεπιστημίου Στάνφορντ, 385-472 εκατομμύρια εκτάρια γης έχουν αφαιρεθεί από τη γεωργική κυκλοφορία παγκοσμίως. Η καλλιέργεια σε αυτά τα εδάφη πρώτων υλών για την παραγωγή βιοκαυσίμων θα αυξήσει το μερίδιο των βιοκαυσίμων στο 8% στο παγκόσμιο ενεργειακό ισοζύγιο. Στις μεταφορές, το μερίδιο των βιοκαυσίμων μπορεί να κυμαίνεται από 10% έως 25%.

7.Ενέργεια υδρογόνου- μια αναπτυσσόμενη ενεργειακή βιομηχανία, η κατεύθυνση της παραγωγής και κατανάλωσης ενέργειας από την ανθρωπότητα, που βασίζεται στη χρήση του υδρογόνου ως μέσου για τη συσσώρευση, μεταφορά και κατανάλωση ενέργειας από ανθρώπους, υποδομές μεταφορών και διάφορες περιοχές παραγωγής. Το υδρογόνο επιλέγεται ως το πιο κοινό στοιχείο στην επιφάνεια της γης και στο διάστημα, η θερμότητα της καύσης του υδρογόνου είναι η υψηλότερη και το προϊόν της καύσης σε οξυγόνο είναι το νερό (το οποίο εισάγεται και πάλι στην κυκλοφορία της ενέργειας του υδρογόνου).

κυψέλη καυσίμου- μια ηλεκτροχημική συσκευή παρόμοια με ένα γαλβανικό στοιχείο, αλλά διαφέρει από αυτό στο ότι οι ουσίες για την ηλεκτροχημική αντίδραση τροφοδοτούνται σε αυτό από το εξωτερικό - σε αντίθεση με την περιορισμένη ποσότητα ενέργειας που αποθηκεύεται σε ένα γαλβανικό στοιχείο ή μπαταρία. Οι κυψέλες καυσίμου είναι ηλεκτροχημικές συσκευές που μπορούν να έχουν πολύ υψηλό ποσοστό μετατροπής της χημικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια (~80%). Συνήθως οι κυψέλες καυσίμου χαμηλής θερμοκρασίας χρησιμοποιούν: υδρογόνο στην πλευρά της ανόδου και οξυγόνο στην πλευρά της καθόδου (κυψέλη υδρογόνου). Σε αντίθεση με τις κυψέλες καυσίμου, τα ηλεκτροχημικά στοιχεία μιας χρήσης περιέχουν στερεά αντιδραστήρια και όταν σταματήσει η ηλεκτροχημική αντίδραση, πρέπει να αντικατασταθούν, να επαναφορτιστούν ηλεκτρικά για να ξεκινήσει η αντίστροφη χημική αντίδραση ή, θεωρητικά, μπορούν να αντικατασταθούν με ηλεκτρόδια. Σε μια κυψέλη καυσίμου, τα αντιδρώντα ρέουν μέσα, τα προϊόντα της αντίδρασης ρέουν έξω και η αντίδραση μπορεί να προχωρήσει όσο τα αντιδρώντα εισέρχονται σε αυτήν και το ίδιο το στοιχείο παραμένει λειτουργικό. Οι κυψέλες καυσίμου δεν μπορούν να αποθηκεύσουν ηλεκτρική ενέργεια όπως η γαλβανική ή Επαναφορτιζομενες ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ, αλλά για ορισμένες εφαρμογές, όπως μονάδες ηλεκτροπαραγωγής που λειτουργούν απομονωμένα από το ηλεκτρικό σύστημα, χρησιμοποιώντας διακοπτόμενες πηγές ενέργειας (ήλιος, άνεμος), μαζί με ηλεκτρολύτες, συμπιεστές και δεξαμενές αποθήκευσης καυσίμου (για παράδειγμα, φιάλες υδρογόνου), σχηματίζουν μια ενέργεια συσκευή αποθήκευσης. Η συνολική απόδοση μιας τέτοιας εγκατάστασης (μετατροπή ηλεκτρική ενέργειασε υδρογόνο και πίσω στην ηλεκτρική ενέργεια) 30-40%.

Οι κυψέλες καυσίμου έχουν μια σειρά από πολύτιμες ιδιότητες, όπως:

7.1 Υψηλής απόδοσης: Οι κυψέλες καυσίμου δεν έχουν αυστηρό όριο απόδοσης, όπως οι θερμικοί κινητήρες. Η υψηλή απόδοση επιτυγχάνεται λόγω της άμεσης μετατροπής της ενέργειας καυσίμου σε ηλεκτρική. Εάν το καύσιμο καίγεται πρώτα σε σετ γεννητριών ντίζελ, ο ατμός ή το αέριο που προκύπτει περιστρέφει έναν στρόβιλο ή έναν άξονα κινητήρα εσωτερικής καύσης, ο οποίος με τη σειρά του στρέφει μια ηλεκτρική γεννήτρια. Το αποτέλεσμα είναι απόδοση 42% το πολύ, πιο συχνά είναι περίπου 35-38%. Επιπλέον, λόγω των πολλών συνδέσμων, καθώς και λόγω των θερμοδυναμικών περιορισμών στη μέγιστη απόδοση των θερμικών μηχανών, η υπάρχουσα απόδοση είναι απίθανο να αυξηθεί υψηλότερα. Οι υπάρχουσες κυψέλες καυσίμου έχουν απόδοση 60-80%.

7.2Φιλικότητα προς το περιβάλλον. Μόνο υδρατμοί απελευθερώνονται στον αέρα, οι οποίοι είναι αβλαβείς για το περιβάλλον. Αλλά αυτό είναι μόνο σε τοπική κλίμακα. Είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η φιλικότητα προς το περιβάλλον σε εκείνα τα μέρη όπου παράγονται αυτές οι κυψέλες καυσίμου, καθώς η παραγωγή τους από μόνη της αποτελεί ήδη μια ορισμένη απειλή.

7.3 Συμπαγείς διαστάσεις. Οι κυψέλες καυσίμου είναι ελαφρύτερες και καταλαμβάνουν λιγότερο χώρο από τα παραδοσιακά τροφοδοτικά. Οι κυψέλες καυσίμου παράγουν λιγότερο θόρυβο, παράγουν λιγότερη θερμότητα και είναι πιο αποδοτικές όσον αφορά την κατανάλωση καυσίμου. Αυτό γίνεται ιδιαίτερα σημαντικό σε στρατιωτικές εφαρμογές.

Προβλήματα κυψελών καυσίμου.

Η εισαγωγή κυψελών καυσίμου στις μεταφορές παρεμποδίζεται από την έλλειψη υποδομής υδρογόνου. Υπάρχει ένα πρόβλημα «κοτόπουλου και αυγού» - γιατί να παράγουμε αυτοκίνητα υδρογόνου αν δεν υπάρχει υποδομή; Γιατί να φτιάξουμε μια υποδομή υδρογόνου αν δεν υπάρχει μεταφορά υδρογόνου; Οι κυψέλες καυσίμου, λόγω του χαμηλού ρυθμού των χημικών αντιδράσεων, έχουν σημαντική αδράνεια και απαιτούν ένα ορισμένο απόθεμα ισχύος ή τη χρήση άλλων τεχνικών λύσεων (υπερπυκνωτές, μπαταρίες) για να λειτουργήσουν υπό αιχμή ή παλμικά φορτία. Υπάρχει επίσης το πρόβλημα της παραγωγής και αποθήκευσης υδρογόνου. Πρώτον, πρέπει να είναι αρκετά καθαρό ώστε να αποτρέπεται η ταχεία δηλητηρίαση του καταλύτη και δεύτερον, πρέπει να είναι αρκετά φθηνό ώστε το κόστος του να είναι κερδοφόρο για τον τελικό χρήστη.

Υπάρχουν πολλοί τρόποι παραγωγής υδρογόνου, αλλά επί του παρόντος περίπου το 50% του υδρογόνου που παράγεται παγκοσμίως προέρχεται από φυσικό αέριο. Όλες οι άλλες μέθοδοι εξακολουθούν να είναι ακριβές. Υπάρχει η άποψη ότι με την άνοδο των τιμών της ενέργειας αυξάνεται και το κόστος του υδρογόνου, αφού είναι δευτερεύων ενεργειακός φορέας. Όμως το κόστος της ενέργειας που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές μειώνεται συνεχώς.

Ανανεώσιμη ενέργεια- αυτό που εξάγεται από ανανεωμένες ή ανεξάντλητες πηγές. Λόγω της κυκλικής φύσης των διεργασιών που συμβαίνουν στη φύση, ορισμένες πηγές αναπληρώνονται κατά τη διάρκεια του πλήρους κύκλου, γεγονός που τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται τακτικά στην ενεργειακή βιομηχανία. Άλλα είναι εντελώς ανεξάντλητα, γεγονός που επηρεάζει θετικά τη διαθεσιμότητά τους σε παγκόσμια κλίμακα.

Ποιες είναι οι πηγές ενέργειας

Οι πηγές χωρίζονται σε δύο βασικούς τύπους:

• μη ανανεώσιμο?
• ανανεώσιμος.

Τα πρώτα περιλαμβάνουν ορυκτά καύσιμα, τα οποία, όταν εξορύσσονται και καταναλώνονται, δεν αναπληρώνονται από τη φύση. Επί αυτή τη στιγμήαντιπροσωπεύουν τα ¾ της συνολικής παραγωγής και κατανάλωσης ενέργειας. Αυτά περιλαμβάνουν το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο και τον άνθρακα. Για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας χρησιμοποιείται συνήθως η συντομογραφία ΑΠΕ. Χαρακτηρίζονται από αναπαραγωγή λόγω φυσικών διεργασιών που σχηματίζονται λόγω της δράσης των ακόλουθων φαινομένων: η λάμψη του ήλιου, ο κύκλος του νερού, η δύναμη της βαρύτητας, ο άνεμος.

Διαφορά από εναλλακτικές πηγές

Οι εναλλακτικές πηγές περιλαμβάνουν ανανεώσιμες και άλλες μη ορυκτές μορφές ενέργειας: υδρογόνο, ενέργεια σχάσης. Σκοπός είναι η αναζήτηση νέων τρόπων απόκτησης ενέργειας που μπορούν να αντικαταστήσουν τους παραδοσιακούς τύπους. Η ανάπτυξη νέων μεθόδων παραγωγής πραγματοποιείται με σκοπό την επίτευξη πιο κερδοφόρων στη λειτουργία και λιγότερο επιβλαβών για το περιβάλλον. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας πληρούν και τις δύο απαιτήσεις.

Αναλυτική ταξινόμηση και είδη ΑΠΕ

Οι μη παραδοσιακές πηγές ενέργειας ομαδοποιούνται σύμφωνα με δύο κριτήρια:

• φαινόμενο.

Η πρώτη ταξινόμηση χρησιμοποιείται σπάνια λόγω χαμηλής πρακτικής εφαρμογής, περιέχει τρεις πηγές:

• μηχανικός;
• χημική ουσία;
• θερμικός.

Η δεύτερη ταξινόμηση διαχωρίζει τις ανανεώσιμες πηγές ανά φαινόμενα:

• Ήλιος;
• άνεμος;
• νερό;
• τη ζεστασιά της γης?
• βιοκαύσιμα.

Ενέργεια ηλιακού φωτός

Ηλιακά πάνελ στην Ευρώπη

Η ηγετική θέση μεταξύ των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας καταλαμβάνεται από το ηλιακό φως. Για την εξαγωγή ενέργειας, χρησιμοποιούνται πάνελ στα οποία συγκεντρώνονται οι ακτίνες του ήλιου. Μετά από αυτό, η θέρμανση και η επακόλουθη παραγωγή συμβαίνει λόγω της αλληλεπίδρασης των στοιχείων του πίνακα: βόριο και φώσφορο.

Τα πάνελ μπορούν να εγκατασταθούν σε κτίρια κατοικιών, οχήματα, καθώς και να αποτελούν πλήρεις σταθμούς ηλιακής ενέργειας. Ένας αριθμός παραμέτρων είναι σημαντικοί για την τοποθέτηση πάνελ: ύψος, κλίμα, θέση του ήλιου. Η ενέργεια που προκύπτει χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, θέρμανσης και θέρμανσης νερού. Το παγκόσμιο μερίδιο της ηλιακής ενέργειας είναι 1,3% - 301 GW/h.

Μεταξύ των μειονεκτημάτων της τεχνολογίας, διακρίνεται το υψηλό κόστος, η χαμηλή απόδοση (έως 20%), γεγονός που οδηγεί σε χαμηλή οικονομική σκοπιμότητα χρήσης ηλιακών συλλεκτών.

Αιολική ενέργεια

Ένα άλλο φαινόμενο που χρησιμοποιείται ευρέως ως πηγή είναι ο άνεμος. Προκύπτει λόγω της διαφοράς πίεσης στην ατμόσφαιρα και έχει κινητικό δυναμικό. Αυτό χρησιμοποιείται στη λειτουργία αιολικών σταθμών (ανεμογεννήτριες) - πύργους με περιστρεφόμενα πτερύγια.

Η βάση του πύργου είναι ακίνητη, αιωρούμενη. Η ανάπτυξη πλωτών οφείλεται στο γεγονός ότι ο βέλτιστος χώρος εγκατάστασης για ανεμογεννήτριες είναι μια παράκτια ζώνη 10-12 χιλιόμετρα από την ακτή. Τα ακίνητα τοποθετούνται στη θάλασσα, εφόσον το επιτρέπει το βάθος και η τοπογραφία του βυθού, σε επίπεδο έδαφος.

Το κύριο μειονέκτημα του ανέμου είναι η ασυνέπεια. Για να αποφευχθεί αυτός ο παράγοντας, οι μηχανικοί αναλύουν εκ των προτέρων την προτεινόμενη θέση της ανεμογεννήτριας, λαμβάνοντας υπόψη τη δύναμη και την κατεύθυνση του ανέμου. Το παγκόσμιο μερίδιο της αιολικής ενέργειας είναι 2,6% - 600 GW/h.

Χρήση της ενέργειας του νερού

Το νερό χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι πολλές από τις ιδιότητές του χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα για την απόκτηση ενέργειας. Η πίεση χρησιμοποιείται για τη λειτουργία υδροηλεκτρικών σταθμών - ο πιο συνηθισμένος τρόπος. Λιγότερο κοινές μέθοδοι σχετίζονται με παλίρροιες, κύματα, ρεύματα, διαφορές θερμοκρασίας στην επιφάνεια και το βάθος.

Το νερό είναι μια ανανεώσιμη πηγή, που αντιπροσωπεύει τα ¾ του όγκου. Μεταξύ όλων των πηγών, η υδροηλεκτρική ενέργεια παρέχει περίπου το 15%. Λόγω του κύκλου του νερού στη φύση, διασφαλίζεται η ενεργειακή σταθερότητα.

HPP στη Ρωσία

Ενέργεια ροής νερού

Η κύρια πηγή της υδροηλεκτρικής ενέργειας είναι η πίεση. Για αυτό κατασκευάζονται υδροηλεκτρικοί σταθμοί (ΗΡ) που φράζουν τις κοίτες των ποταμών. Οι δεξαμενές που προκύπτουν και η διαφορά στα επίπεδα του νερού δημιουργούν μια πίεση που περιστρέφει τους στρόβιλους από τους οποίους οι γεννήτριες παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί είναι φράγματα και συνεπάγονται τοπικές αλλαγές: παρεμπόδιση της πρόσβασης στις περιοχές αναπαραγωγής, πλημμύρες της επικράτειας και σχηματισμός νέων οικοτόπων για υδρόβια πτηνά. Ο ΥΗΣ προβλέπει τη δυνατότητα ρύθμισης του επιπέδου παροχής νερού και παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

Η υδροηλεκτρική ενέργεια παρέχει το 16% της παγκόσμιας παραγωγής ενέργειας, που είναι 25.000 TWh. Για παράδειγμα, παρέχει στην Παραγουάη το 100% της παραγόμενης ενέργειας. Με ετήσια παραγωγή 98 TWh, ο υδροηλεκτρικός σταθμός Three Gorges της Κίνας είναι ο ισχυρότερος υδροηλεκτρικός σταθμός στον κόσμο.

Ενέργεια άμπωτης και ροής

Λόγω της δράσης της βαρύτητας της Σελήνης και του Ήλιου στη Γη, παρατηρείται φαινόμενο άμπωτων και ροών. Κατά τη διάρκεια της παλίρροιας, η στάθμη του νερού ανεβαίνει, κατ' αναλογία με τη λειτουργία ενός υδροηλεκτρικού σταθμού, μπορεί να παραχθεί ενέργεια κατά την άμπωτη. Για να γίνει αυτό, κατασκευάζονται παλιρροϊκοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής (PES) με γεννήτριες και αντλητικές μονάδες σε παράκτιες περιοχές. Τα τελευταία είναι απαραίτητα κατά την απουσία υψηλής και χαμηλής παλίρροιας. Τέτοιοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής δεν είναι συνηθισμένοι λόγω του υψηλού κόστους κατασκευής, της αστάθειας της εργασίας.

Πιθανή ενέργεια κυμάτων

Σύμφωνα με ένα παρόμοιο σχήμα, η ενέργεια εξάγεται από τις κινήσεις των κυμάτων. Ο σχεδιασμός των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής κυμάτων, που αποτελούνται από έμβολα τοποθετημένα σε ειδικά διαμερίσματα, ονομάζεται "Sea Serpent". Στο εσωτερικό τους υπάρχουν γεννήτριες και υδραυλικοί κινητήρες. Κατά τη διέλευση των κυμάτων, η κινητική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια λόγω των κυματικών ταλαντώσεων. Το μειονέκτημα του συστήματος είναι η αστάθεια στις καταιγίδες.

Μέρος του έργου του εργοστασίου ηλεκτροπαραγωγής κυμάτων (Σότσι)

Ενέργεια βαθμίδωσης θερμοκρασίας στον ωκεανό

Το νερό έχει διαφορετική θερμοκρασία στην επιφάνεια και στο βάθος, γεγονός που σας επιτρέπει να παράγετε ενέργεια. Για αυτό αναπτύσσονται γεωθερμικοί σταθμοί, για τους οποίους επιλέγεται κατάλληλο μέρος στον ωκεανό. Για την εργασία, η ηλιακή ακτινοβολία εμπλέκεται ενεργά, η οποία σχηματίζει τη θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού.

Γεωθερμική ενέργεια των εντέρων της Γης

Γεωθερμικός σταθμός στην Ισλανδία

Τα έγκατα της γης περιέχουν μια τεράστια ποσότητα ενέργειας, η οποία η ίδια σε ορισμένα σημεία ξεσπά με τη μορφή γκέιζερ και ηφαιστείων. Οι εκπομπές ατμού και νερού σε θερμοπίδακες χρησιμοποιούνται για τη λειτουργία γεωθερμικών σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας (GeoTPP). Για την πρόσβαση στις πηγές, γίνονται πηγάδια μέχρι τα έγκατα της γης σε βάθος έως και ενάμιση χιλιόμετρο.. Το νερό παρέχεται για θέρμανση ή χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενέργειας.

Αυτός ο τύπος παραγωγής ενέργειας είναι σταθερός και, για παράδειγμα, στην Ισλανδία παρέχει το ένα τέταρτο του συνόλου της ηλεκτρικής ενέργειας. Η κύρια διανομή των GeoTPPs έγινε σε σημεία δράσης ηφαιστείων και θερμών πηγών. Εκτός από την Ισλανδία, οι ακόλουθες χώρες έχουν υψηλό μερίδιο (πάνω από 10%): Φιλιππίνες, Ελ Σαλβαδόρ, Κόστα Ρίκα, Κένυα, Νέα Ζηλανδία, Νικαράγουα.

Βιοενέργεια και βιοκαύσιμα

Δύο έννοιες στενά συνδεδεμένες μεταξύ τους είναι η βιοενέργεια και τα βιοκαύσιμα. Το βιοκαύσιμο σε αυτή την περίπτωση είναι πηγή ενέργειας. Τα καύσιμα περιλαμβάνουν τις πρώτες ύλες που λαμβάνονται από την επεξεργασία βιολογικών αποβλήτων ζωντανής ή φυτικής προέλευσης: αιθανόλη, μεθανόλη, βιοντίζελ.

Τα βιοκαύσιμα ανήκουν σε μία από τις τρεις γενιές:

Την ηγετική θέση στην παραγωγή και κατανάλωση βιοκαυσίμων κατέχει η Βραζιλία, η οποία αντιπροσωπεύει έως και το 45% του παγκόσμιου όγκου.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας

Οι ΑΠΕ μειώνουν τις αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον, που συνίστανται στο φαινόμενο του θερμοκηπίου, λόγω των φυσικών ανανεώσιμων πόρων. Όπως και με άλλους τομείς της οικονομίας, η ενέργεια χρειάζεται διαφοροποίηση για να αποφευχθεί η εξάρτηση από έναν τύπο πρώτης ύλης.

Από τους αρνητικούς παράγοντες, το κόστος εισαγωγής εγκαταστάσεων υποδομής έρχεται στο προσκήνιο, το οποίο επηρεάζει σημαντικά το τελικό κόστος ενέργειας. Πολλοί τύποι ΑΠΕ είναι ασταθείς και δεν μπορούν να καλύψουν τακτικά τη ζήτηση στον απαιτούμενο όγκο.

Εφαρμογή στη σύγχρονη Ρωσία

Τον πρωταγωνιστικό ρόλο στο ενεργειακό σύστημα της Ρωσίας παίζει το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, παρέχοντας το 75% της κατανάλωσης της χώρας. Ένα άλλο 15% προέρχεται από άνθρακα, μόνο το 10% προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και πυρηνική ενέργεια. Ο υψηλός βαθμός ασφάλειας των ενεργειακών πόρων καθιστά τη βιομηχανία λιγότερο επιρρεπή σε αλλαγές στο τρέχον ισοζύγιο. Η Ρωσία έχει σημαντικά αποθέματα τόσο ανανεώσιμων όσο και μη ανανεώσιμων πόρων.

Από τις ανανεώσιμες πηγές, τα δύο τρίτα είναι υδροηλεκτρική ενέργεια. Άλλα είδη εκπροσωπούνται σε μικρή κλίμακα σε διάφορες περιοχές της χώρας:

Παγκόσμιες τάσεις στη χρήση ανανεώσιμων πηγών

Από τον 21ο αιώνα, ο κόσμος έχει δει μια ταχεία αύξηση της παραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές:

• Η αιολική ενέργεια αυξήθηκε 22 φορές σε 13 χρόνια.
• Η ηλιακή ενέργεια έχει αυξηθεί 430 φορές μέσα σε 10 χρόνια.

Σε ορισμένες περιοχές, έχουν υιοθετηθεί κυβερνητικά προγράμματα για την αύξηση του μεριδίου της ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές στο 75-100%. Επίσης, η πρωτοβουλία προέρχεται από τις μεγαλύτερες εταιρείες που επιδιώκουν να λαμβάνουν 100% από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας: IKEA, Apple, Google.

Η ανάγκη εισαγωγής ανανεώσιμων πηγών ενέργειας

Οι μη παραδοσιακοί τύποι ενέργειας έχουν σχεδιαστεί για να αντικαταστήσουν τις υπάρχουσες, οι πόροι των οποίων είναι περιορισμένοι. Η έγκαιρη εισαγωγή των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας θα βοηθήσει στην αποφυγή μιας ενεργειακής κρίσης, περιβαλλοντικά ζητήματαστον πλανήτη. Ορισμένες χώρες είναι σε θέση να καλύψουν πλήρως τις ανάγκες τους μέσω ΑΠΕ: Σκωτία, Ιρλανδία, Δανία. Λόγω της ασταθούς φύσης των πηγών, αυτό δεν συμβαίνει σε τακτική βάση.

Στατιστικά στοιχεία και προβλέψεις

Οι προβλέψεις διαφόρων ειδικών σχετικά με τη χρήση ανανεώσιμων πηγών αναπροσαρμόζονται τακτικά. Η διόρθωση συνδέεται με την ανάπτυξη τόσο μη παραδοσιακών όσο και παραδοσιακών μεθόδων. Ταυτόχρονα με την ανακάλυψη νέων τρόπων παραγωγής ενέργειας, πραγματοποιείται η βελτίωση των μεθόδων, η ανάπτυξη και θέση σε λειτουργία νέων κοιτασμάτων πετρελαίου και φυσικού αερίου. Σύμφωνα με μία από τις προβλέψεις, έως το 2040 οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα αντιπροσωπεύουν έως και το ήμισυ του παγκόσμιου ενεργειακού εφοδιασμού.

Κορυφαίες χώρες στη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας

Σπίτι ηλιακών πάνελ ΗΠΑ

Ανάμεσα στους ηγέτες στη χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, ξεχωρίζουν τόσο οι παγκόσμιες δυνάμεις όσο και οι μικρές χώρες. Μεταξύ των παγκόσμιων δυνάμεων, οι ηγέτες είναι οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Κίνα. Η ηγεσία τους εκφράζεται σε ποσοτική και όχι αναλογία μετοχών. Μεταξύ των μικρών χωρών υπάρχουν εκείνες που είναι εντελώς ή για το μεγαλύτερο μέροςασφαλίζονται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας: Ισλανδία, Δανία, Ουρουγουάη, Κόστα Ρίκα, Νικαράγουα. Το ποσοστό είναι υψηλό στις ανεπτυγμένες χώρες: Μεγάλη Βρετανία και Γερμανία.

Ανανεώσιμες πηγές του μέλλοντος

Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα μεταξύ των γνωστών ανανεώσιμων πηγών του μέλλοντος είναι το υδρογόνο. Το στοιχείο χρησιμοποιείται ήδη ενεργά στα καύσιμα πυραύλων. Γίνονται εξελίξεις για την ευρεία εφαρμογή του στις μεταφορές. Το ίδιο το υδρογόνο δεν έχει επιβλαβείς εκπομπές στην ατμόσφαιρα, αλλά στην καθαρή του μορφή δεν χρησιμοποιείται ενεργά λόγω ευφλεκτότητας κατά την επαφή με τον αέρα, φθοράς των στοιχείων του κινητήρα κατά την αλληλεπίδραση.

προοπτικές ΑΠΕ

Τα παραδείγματα της Ρωσίας και της Γερμανίας όσον αφορά το κόστος παραγωγής ενέργειας δείχνουν τον λόγο για τον οποίο οι ανανεώσιμες πηγές αποτελούν μικρότερο μερίδιο από τις μη ανανεώσιμες:

Πηγή	Κόστος 1 kWh στη Ρωσία (ρούβλια)	Κόστος 1 kWh στη Γερμανία (EUR)
Άνθρακας, πετρέλαιο, φυσικό αέριο	0,22-0,35	0,03-0,05
Ατομικός	0,20-0,50	0,03
Νερό	0,15-0,20	0,04
Ανεμος	0,30-0,90	0,09
Ήλιος	0,35-1,50	0,54

Οι εξαντλημένοι πόροι είναι η πιο ανεπτυγμένη πηγή. Με οικονομικούς δείκτεςο ανταγωνισμός είναι μόνο υδροηλεκτρική και πυρηνική. Το κόστος των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι αρκετές φορές υψηλότερο.

Στον 21ο αιώνα, η βιομηχανία αποκτά πρωτοφανή δυναμική. Η βιομηχανική παραγωγή καταναλώνει περίπου το 90–93% της συνολικής παγκόσμιας ενέργειας. Η αύξηση της συνολικής ενεργειακής απόδοσης είναι μία από τις προτεραιότητες της πολιτικής της Ρωσικής Ομοσπονδίας.

Από αυτή την άποψη, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ) στη Ρωσία άρχισαν να αποκτούν όλο και μεγαλύτερη δημοτικότητα. Χρειάζεται πράγματι το κράτος μια μετάβαση στην εναλλακτική ενέργεια; Είναι υποχρεωτική μια πολιτική εξοικονόμησης ενέργειας; Τι οφέλη θα φέρουν αυτές οι αλλαγές; Σχετικά με όλα με τη σειρά.

Η βιομηχανία και η ενέργεια είναι δύο στενά συνδεδεμένες βιομηχανίες. Προκειμένου να διασφαλιστεί η λειτουργία μεγάλων και μικρών επιχειρήσεων, καθώς και να οργανωθεί η μεταφορά εμπορευμάτων μεταφορών, είναι απαραίτητη η σύνδεση με τις πιο ισχυρές πηγές ηλεκτρικής ενέργειας. Στη ζωή, χωρίς αυτήν, παρεμπιπτόντως, δεν είναι πουθενά.

Τροφοδοτείται από ηλεκτρική ενέργεια:

• φωτισμός δρόμων και αυτοκινητοδρόμων·
• τηλεοπτικοί και ραδιοφωνικοί σταθμοί·
• κατοικημένες, εργατικές, εμπορικές περιοχές.
• σταθερές και ιδιωτικές εγκαταστάσεις·
• εταιρείες παροχής υπηρεσιών.

Έτσι, ο ηλεκτρισμός περιβάλλει ένα άτομο από όλες τις πλευρές. Πώς όμως το αποκτάς; Η ενέργεια παρέχεται στα αστικά δίκτυα κυρίως από θερμικούς (TPP), νερό (HPP) και πυρηνικούς σταθμούς. Είναι εκπρόσωποι της παραδοσιακής ενέργειας καυσίμου.

Τα φυσικά καύσιμα χρησιμεύουν ως πηγές ενέργειας σε τέτοιους σταθμούς:

• κάρβουνο,
• τύρφη;
• λάδι;
• ραδιενεργά μεταλλεύματα (ουράνιο, πλουτώνιο).

Οι σταθμοί μετατροπής ενέργειας είναι πρωτόγονοι, αλλά η απόδοσή τους δείχνει την αποτελεσματικότητά τους:

1. Οι ρωσικοί θερμοηλεκτρικοί σταθμοί λειτουργούν με καύση εύφλεκτων καυσίμων. Η ισχυρή χημική ενέργεια που απελευθερώνεται κατά την καύση μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Η μέγιστη απόδοση είναι περίπου 35%.
2. Λειτουργούν με παρόμοιο τρόπο εργοστάσια πυρηνικής ενέργειας. Στη Ρωσία, τα μεταλλεύματα ουρανίου ή το πλουτώνιο χρησιμοποιούνται για τη διασφάλιση της απόδοσής τους. Κατά τη διάσπαση των πυρήνων αυτών των ραδιενεργών υλικών, απελευθερώνεται ενέργεια, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε θερμική και ηλεκτρική ενέργεια. Ο υψηλότερος δείκτης απόδοσης είναι 44%.
3. Στην περίπτωση των υδροηλεκτρικών σταθμών, η ενέργεια εξάγεται από ισχυρές ροές νερού. Τεράστιες μάζες νερού εισέρχονται στους υδροστρόβιλους και τους βάζουν σε κίνηση. Έτσι παράγεται η ηλεκτρική ενέργεια. Αποδοτικότητα - έως 92%.
4. GTES - σταθμοί αεριοστροβίλων - σχετικά νέες εγκαταστάσεις που παράγουν ταυτόχρονα ηλεκτρική και θερμική ενέργεια. Μέγιστη απόδοση - 46%.

Γιατί η παραδοσιακή ενέργεια, η οποία βασίζεται στη χρήση προϊόντων πετρελαίου και ραδιενεργών στοιχείων, δεν ενθαρρύνεται από τους ειδικούς;

Βασικές αρχές της εναλλακτικής ενέργειας και της χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας

Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας χρησιμοποιούν ενέργεια για τις ανάγκες της:

• άνεμος;
• μικρές ροές ποταμών.
• Ο ήλιος;
• γεωθερμικές πηγές·
• άμπωτες και ροές.

Σημείωση:Σήμερα, μόνο το 2-3% περίπου του συνολικού ενεργειακού ισοζυγίου της χώρας διατίθεται σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στη Ρωσία.

Η Ρωσία έχει δεσμευτεί για τη μετάβαση στη χρήση εναλλακτικών πηγών ενέργειας. Δείτε πώς αναπτύσσεται αυτός ο ενεργειακός τομέας στην πολιτεία:

Από τα στοιχεία της λίστας φαίνεται ότι οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στη Ρωσία κερδίζουν δυναμική και αναπτύσσονται αργά αλλά σταθερά. Ωστόσο, η χώρα εξακολουθεί να υστερεί σε σχέση με τους παγκόσμιους ηγέτες στη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

Μειονεκτήματα του συστήματος ΑΠΕ

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στη Ρωσία σήμερα θα έπρεπε να ήταν περίπου 15-18%. Αυτές οι αισιόδοξες προβλέψεις δεν πραγματοποιήθηκαν. Γιατί δεν έγινε πραγματικότητα η υπόσχεση;

Οι ακόλουθες ελλείψεις του συστήματος ΑΠΕ είχαν μεγάλη επιρροή εδώ:

1. Σχετικά υψηλό κόστος παραγωγής Ενώ η εξόρυξη παραδοσιακών ορυκτών έχει αποδώσει από καιρό, η κατασκευή νέου εξοπλισμού για την κάλυψη των προτύπων εναλλακτικής ενέργειας απαιτεί τεράστιες επενδύσεις. Μέχρι στιγμής, οι επενδυτές δεν ενδιαφέρονται να κάνουν μεγάλες επενδύσεις, η απόδοση των οποίων θα είναι ελάχιστη. Οι επιχειρηματίες βρίσκουν πιο κερδοφόρο να ανακαλύπτουν νέα κοιτάσματα πετρελαίου και φυσικού αερίου, παρά να ξοδεύουν χρήματα «στο σωρό».
2. Αδύναμος το νομοθετικό πλαίσιοστη Ρωσική Ομοσπονδία Οι επιστήμονες του κόσμου είναι βέβαιοι ότι το κράτος καθορίζει την κατεύθυνση για την ανάπτυξη της εναλλακτικής ενέργειας. Οι κυβερνητικοί φορείς αποτελούν την κατάλληλη βάση και παρέχουν υποστήριξη. Για παράδειγμα, πολλές ευρωπαϊκές χώρες έχουν θεσπίσει φόρους για τις εκπομπές CO₂ στην ατμόσφαιρα. Σε αυτές τις χώρες, το συνολικό ποσοστό χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας φτάνει από 20 έως 40%.
3. Συντελεστής καταναλωτή Τα τιμολόγια για την ενέργεια που παράγεται από ΑΠΕ είναι 3–3,5 φορές υψηλότερα από τα παραδοσιακά. Ο σύγχρονος άνθρωπος εργάζεται για την ευημερία του και θέλει να έχει τα μέγιστα αποτελέσματα με ελάχιστο κόστος. Η νοοτροπία των ανθρώπων είναι το πιο δύσκολο πράγμα να αλλάξει. Ούτε οι μεγαλοεπιχειρηματίες ούτε οι απλοί άνθρωποι θέλουν να πληρώσουν υπερβολικά για την εναλλακτική ενέργεια, ακόμα κι αν το μέλλον του πλανήτη εξαρτάται από αυτήν.
4. Η ασυνέπεια του συστήματος Η φύση είναι μεταβλητή. Αποδοτικότητα ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙΟι ΑΠΕ εξαρτώνται από τις εποχικές και καιρικές συνθήκες. Τα ηλιακά κύτταρα δεν θα παράγουν ενέργεια σε μια συννεφιασμένη μέρα. Οι ανεμογεννήτριες δεν λειτουργούν σε ηρεμία. Μέχρι τώρα, ένα άτομο δεν ήταν σε θέση να ξεπεράσει την εποχικότητα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

Για την επιτυχή ανάπτυξη της ρωσικής ανανεώσιμης ενέργειας, δεν υπάρχει επαρκής ικανότητα και υποστήριξη. Από αυτή την άποψη, οι Ρώσοι μηχανικοί ενέργειας είναι βέβαιοι ότι στο άμεσο μέλλον, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα χρησιμοποιηθούν μόνο ως βοήθημα στα παραδοσιακά καύσιμα.

Η ανάγκη μετάβασης στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

Από τη σκοπιά επιστημών όπως η βιολογία και η οικολογία, η μετάβαση στην εναλλακτική ενέργεια είναι η καλύτερη επιλογήεξελίξεις τόσο για τον άνθρωπο όσο και για τη φύση.

Γεγονός είναι ότι η χρήση μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (πετρελαιοειδή) σε Βιομηχανική σκάλα- ένας ισχυρός επιβλαβής παράγοντας για το οικοσύστημα της Γης. Και για αυτο:

1. Τα αποθέματα καυσίμου δεν είναι απεριόριστα.Αέριο, άνθρακας, τύρφη και πετρέλαιο εξάγονται από τον άνθρωπο από τα έγκατα της Γης. Η Ρωσία είναι πλούσια σε κοιτάσματα αυτών των χρήσιμων πόρων. Ωστόσο, όσο μεγάλη και αν είναι η περιοχή παραγωγής, αργά ή γρήγορα όλες οι πηγές θα εξαντληθούν.
2. Η εξόρυξη τροποποιεί όλα τα συστήματα του πλανήτη.Λόγω της δραστηριότητας εξόρυξης πόρων του ανθρώπου, αλλάζει το ανάγλυφο, σχηματίζονται κενά και λατομεία στον φλοιό της γης.
3. Η λειτουργία των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής αλλάζει τις ιδιότητες της ατμόσφαιρας, αλλάζει η σύνθεση του αέρα, αυξάνεται η εκπομπή αερίων του θερμοκηπίου CO2 και δημιουργούνται τρύπες του όζοντος.
4. Οι ΥΗΣ βλάπτουν τους ποταμούς Ως αποτέλεσμα των δραστηριοτήτων των ΥΗΣ, οι πλημμυρικές περιοχές των ποταμών καταστρέφονται και οι γειτονικές περιοχές πλημμυρίζουν.

Αυτοί οι παράγοντες είναι οι αιτίες των κατακλυσμών και των φυσικών καταστροφών. Με τη σειρά της, η εναλλακτική ενέργεια έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

1. Φιλικό προς το περιβάλλον Όταν χρησιμοποιούνται ανανεώσιμες πηγές, οι εκπομπές αποκλείονται βλαβερές ουσίεςκαι τα αέρια του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Ούτε η λιθόσφαιρα, ούτε η υδρόσφαιρα, ούτε η βιόσφαιρα υποφέρουν. Τα αποθέματα ανανεώσιμης ενέργειας είναι πρακτικά ατελείωτα. Από φυσική άποψη, θα εξαντληθούν όταν φύγει ο πλανήτης μας. Αλλά όσο η Γη υπάρχει στο διάστημα, θα φυσούν άνεμοι και θα ρέουν ποτάμια πάνω της, θα ρέουν παλίρροιες. Τελικά, ο ήλιος θα λάμψει.
2. Απολύτως ασφαλές για τον άνθρωπο Χωρίς επιβλαβείς εκπομπές.
3. Είναι αποτελεσματικό σε απομακρυσμένες περιοχές όπου δεν είναι δυνατή η κεντρική παροχή ενέργειας.Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στη Ρωσία μπορούν να προσφέρουν σε ένα άτομο ένα λαμπρό, φιλικό προς το περιβάλλον μέλλον.

Παγκόσμια άποψη: γιατί η μετάβαση στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας δεν θα εφαρμοστεί στη Ρωσία;

Οι ειδικοί σε αυτόν τον τομέα είναι βέβαιοι ότι για να στραφούν σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στη Ρωσία, είναι απαραίτητο να εξαλειφθούν ένας μεγάλος αριθμός απόεμπόδια, επειδή τα καύσιμα και τα πυρηνικά καύσιμα κάνουν εξαιρετική δουλειά με τα κύρια καθήκοντά τους.

Η παραδοσιακή ενέργεια καυσίμου έχει μια σειρά από αναμφισβήτητα πλεονεκτήματα, καθώς:

1. Σχετικά φθηνή Η εξόρυξη ορυκτών καυσίμων έχει ήδη «μπει στον μεταφορέα». Η ανθρωπότητα το κάνει αυτό για αρκετές δεκαετίες στη σειρά. Για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα, έχει εφευρεθεί αποτελεσματικός εξοπλισμός, ο οποίος χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία εξόρυξης. Η ανάπτυξη κοιτασμάτων άνθρακα, πετρελαίου και φυσικού αερίου δεν είναι πλέον τόσο δαπανηρή. Ένα σύγχρονο άτομο έχει εμπειρία σε αυτόν τον κλάδο, επομένως είναι πολύ πιο εύκολο για τους ανθρώπους να «πηγαίνουν στον αντίχειρα» παρά να αναζητούν νέους τρόπους παραγωγής ενέργειας. «Γιατί να επανεφεύρουμε αυτό που έχουμε ήδη;» Έτσι σκέφτεται η ανθρωπότητα.
2. Δημόσιο Λόγω του γεγονότος ότι η εξόρυξη ορυκτών καυσίμων πραγματοποιείται εδώ και πολλά χρόνια, όλα τα έξοδα που διατέθηκαν για τη δραστηριότητα αυτή έχουν ήδη καλυφθεί. Το κόστος του εξοπλισμού για τη βιομηχανία ενέργειας καυσίμων απέδωσε πλήρως. Η συντήρηση δεν είναι ακριβή. Επιπλέον, οι ενεργειακές εταιρείες είναι μια σταθερή πηγή θέσεων εργασίας. Όλοι αυτοί οι παράγοντες παίζουν στα χέρια της παραδοσιακής ενέργειας, σε σχέση με την οποία γίνεται όλο και πιο δημοφιλής.
3. Βολικό στη χρήση Η εξαγωγή καυσίμου και η παραγωγή ενέργειας είναι κυκλικές και σταθερές. Το μόνο που μένει να κάνει ο κόσμος είναι να στηρίξει τη λειτουργία αυτού του συστήματος και τότε θα δώσει καλά εισοδήματα.
4. Στην ενεργειακή βιομηχανία, ο αποφασιστικός παράγοντας είναι η οικονομική σκοπιμότητα. Αυτό που έχει ζήτηση είναι φθηνότερο και πιο πρακτικό. Εν τω μεταξύ, αυτά τα χαρακτηριστικά δεν είναι εγγενή σε εναλλακτικές πηγές.

Όλα αυτά τα πλεονεκτήματα της ενέργειας καυσίμου το καθιστούν το αγαπημένο της παγκόσμιας παραγωγής. Εφόσον δεν απαιτεί μη επιστρεπτέες οικονομικές επενδύσεις και φέρνει μεγάλα έσοδα, θα είναι ανταγωνιστής για τις ΑΠΕ.

Μαζί με τα πλεονεκτήματα της παραγωγής καυσίμου είναι και τα μειονεκτήματα της χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

Εάν μελετήσετε τις λίστες που παρουσιάζονται παραπάνω, γίνεται σαφές ότι η ενέργεια καυσίμου είναι πιο ελπιδοφόρα, ενώ η εναλλακτική είναι απλώς να προσπαθεί να "σταθεί στα πόδια της" και πολλά εμπόδια πρέπει να ξεπεραστούν για την ανάπτυξή της.

συμπέρασμα

Η εναλλακτική ενέργεια εξακολουθεί να είναι ατελής και επομένως δεν έχει μεγάλη ζήτηση. Ωστόσο, ακόμη και σήμερα, οι ειδικοί σε αυτόν τον τομέα κατανοούν ότι η χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι αυτή που ευθύνεται για το πολλά υποσχόμενο μέλλον της Ρωσίας. Επομένως, ολόκληρο το επιστημονικό δυναμικό του κράτους στοχεύει στην επίλυση των προβλημάτων που σχετίζονται με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και στην εξάλειψη των βασικών ελλείψεων της εναλλακτικής ενέργειας.

Τις τελευταίες δεκαετίες, έχουν παρατηρηθεί ποιοτικές αλλαγές στον παγκόσμιο ενεργειακό τομέα για οικονομικούς, πολιτικούς και τεχνολογικούς λόγους. Μία από τις κύριες τάσεις είναι η μείωση της κατανάλωσης πόρων καυσίμου - το μερίδιό τους στην παγκόσμια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας τα τελευταία 30 χρόνια μειώθηκε από 75% σε 68% υπέρ της χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (αύξηση από 0,6% σε 3,0 %).

Οι κορυφαίες χώρες στην ανάπτυξη της παραγωγής ενέργειας από μη παραδοσιακές πηγές είναι η Ισλανδία (οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας αντιπροσωπεύουν περίπου το 5% της ενέργειας, οι γεωθερμικές πηγές χρησιμοποιούνται κυρίως), η Δανία (20,6%, η κύρια πηγή είναι η αιολική ενέργεια), η Πορτογαλία ( 18,0%, οι κύριες πηγές είναι η κυματική, η ηλιακή και η αιολική ενέργεια), η Ισπανία (17,7%, η κύρια πηγή είναι η ηλιακή ενέργεια) και η Νέα Ζηλανδία (15,1%, η γεωθερμική και η αιολική ενέργεια χρησιμοποιείται κυρίως).

Οι μεγαλύτεροι παγκόσμιοι καταναλωτές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι η Ευρώπη, η Βόρεια Αμερική και οι ασιατικές χώρες.

Η Κίνα, οι ΗΠΑ, η Γερμανία, η Ισπανία και η Ινδία έχουν σχεδόν τα τρία τέταρτα των αιολικών πάρκων στον κόσμο. Μεταξύ των χωρών που χαρακτηρίζονται από την καλύτερη ανάπτυξη της μικρής υδροηλεκτρικής ενέργειας, η Κίνα κατέχει ηγετική θέση, η Ιαπωνία είναι στη δεύτερη θέση και οι Ηνωμένες Πολιτείες στην τρίτη θέση. Την πρώτη πεντάδα συμπληρώνουν η Ιταλία και η Βραζιλία.

Στη συνολική δομή των εγκατεστημένων δυναμικών εγκαταστάσεων ηλιακής ενέργειας, η Ευρώπη προηγείται, ακολουθούμενη από την Ιαπωνία και τις Ηνωμένες Πολιτείες. Η Ινδία, ο Καναδάς, η Αυστραλία, καθώς και η Νότια Αφρική, η Βραζιλία, το Μεξικό, η Αίγυπτος, το Ισραήλ και το Μαρόκο έχουν μεγάλες δυνατότητες για την ανάπτυξη της ηλιακής ενέργειας.

Οι ΗΠΑ είναι ο ηγέτης στη βιομηχανία γεωθερμικής ενέργειας. Μετά έρχονται οι Φιλιππίνες και η Ινδονησία, η Ιταλία, η Ιαπωνία και η Νέα Ζηλανδία. Η γεωθερμική ενέργεια αναπτύσσεται ενεργά στο Μεξικό, στις χώρες της Κεντρικής Αμερικής και στην Ισλανδία - εκεί, το 99% του συνολικού κόστους ενέργειας καλύπτεται από γεωθερμικές πηγές. Πολλαπλές ηφαιστειακές ζώνες έχουν πολλά υποσχόμενες πηγές υπερθερμασμένου νερού, όπως η Καμτσάτκα, οι Κουρίλες, τα νησιά της Ιαπωνίας και των Φιλιππίνων, οι τεράστιες περιοχές των Κορδιλιέρων και των Άνδεων.

Σύμφωνα με πολυάριθμες απόψεις εμπειρογνωμόνων, η παγκόσμια αγορά ανανεώσιμων πηγών ενέργειας θα συνεχίσει να αναπτύσσεται με επιτυχία και μέχρι το 2020 το μερίδιο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στην Ευρώπη θα είναι περίπου 20%, και το μερίδιο της αιολικής ενέργειας στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στον κόσμο θα να είναι περίπου 10%.

1. Χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στη Ρωσία

Η Ρωσία κατέχει μία από τις κορυφαίες θέσεις στο παγκόσμιο σύστημα κύκλου εργασιών ενεργειακών πόρων, συμμετέχει ενεργά στο παγκόσμιο εμπόριο αυτών και στη διεθνή συνεργασία σε αυτόν τον τομέα. Η θέση της χώρας στην παγκόσμια αγορά υδρογονανθράκων είναι ιδιαίτερα σημαντική. Ταυτόχρονα, η χώρα πρακτικά δεν εκπροσωπείται στην παγκόσμια αγορά ενέργειας με βάση τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Η συνολική εγκατεστημένη ισχύς των σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής που χρησιμοποιούν ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στη Ρωσία δεν υπερβαίνει επί του παρόντος τα 2.200 MW.

Με τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, δεν παράγονται περισσότερα από 8,5 δισεκατομμύρια kWh ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως, που είναι λιγότερο από το 1% της συνολικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Το μερίδιο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο συνολικό όγκο της παρεχόμενης θερμικής ενέργειας δεν υπερβαίνει το 3,9%.

Η δομή της παραγωγής ενέργειας που βασίζεται σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στη Ρωσία διαφέρει σημαντικά από την παγκόσμια. Στη Ρωσία, οι πόροι των θερμοηλεκτρικών σταθμών βιομάζας χρησιμοποιούνται πιο ενεργά (μερίδιο στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας - 62,1%, στην παραγωγή θερμότητας - τουλάχιστον 23% για θερμοηλεκτρικούς σταθμούς και 76,1% για λεβητοστάσια), ενώ το παγκόσμιο επίπεδο χρήσης του οι βιοθερμικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής είναι 12%. Ταυτόχρονα, οι αιολικοί και ηλιακοί πόροι ενέργειας σχεδόν δεν χρησιμοποιούνται στη Ρωσία, αλλά περίπου το ένα τρίτο της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας προέρχεται από μικρούς υδροηλεκτρικούς σταθμούς (έναντι 6% στον κόσμο).

Η παγκόσμια εμπειρία δείχνει ότι η αρχική ώθηση στην ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, ιδίως σε χώρες πλούσιες σε παραδοσιακές πηγές, θα πρέπει να δοθεί από το κράτος. Στη Ρωσία, πρακτικά δεν υπάρχει υποστήριξη για αυτόν τον τομέα της ενεργειακής βιομηχανίας.

Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ) είναι οι πόροι που μπορεί να χρησιμοποιήσει ένα άτομο χωρίς να προκαλέσει βλάβη περιβάλλον.

Η ενέργεια που χρησιμοποιεί ανανεώσιμες πηγές ονομάζεται «εναλλακτική ενέργεια» (σε σχέση με τις παραδοσιακές πηγές - αέριο, προϊόντα πετρελαίου, άνθρακας), γεγονός που υποδηλώνει ελάχιστη βλάβη στο περιβάλλον.

Τα πλεονεκτήματα της χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ) σχετίζονται με το περιβάλλον, την αναπαραγωγιμότητα (ανεξάντλητη) των πόρων, καθώς και τη δυνατότητα απόκτησης ενέργειας σε δυσπρόσιτα μέρη όπου ζει ο πληθυσμός.

Τα μειονεκτήματα της ενέργειας από ΑΠΕ περιλαμβάνουν συχνά τη χαμηλή απόδοση των τεχνολογιών παραγωγής ενέργειας που βασίζονται σε τέτοιους πόρους (επί του παρόντος), την έλλειψη ικανότητας για βιομηχανική κατανάλωση ενέργειας, την ανάγκη για μεγάλες εκτάσεις σποράς «πράσινων καλλιεργειών», την παρουσία αυξημένων επίπεδα θορύβου και κραδασμών (για αιολική ενέργεια), καθώς και η δυσκολία εξόρυξης μετάλλων σπάνιων γαιών (για ηλιακή ενέργεια).

Η χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας συνδέεται με τις τοπικές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και τις κυβερνητικές πολιτικές.

Επιτυχημένα παραδείγματα είναι οι γεωθερμικές εγκαταστάσεις που παρέχουν ενέργεια, θέρμανση και ζεστό νερό σε πόλεις της Ισλανδίας. "Φάρμες" ηλιακών συλλεκτών στην Καλιφόρνια (ΗΠΑ) και στα ΗΑΕ. αιολικά πάρκα στη Γερμανία, τις ΗΠΑ και την Πορτογαλία.

Για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στη Ρωσία, λαμβάνοντας υπόψη την εμπειρία χρήσης, τα εδάφη, το κλίμα και τη διαθεσιμότητα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, τα πιο πολλά υποσχόμενα είναι: υδροηλεκτρικοί σταθμοί χαμηλής δυναμικότητας, ηλιακή ενέργεια (ιδιαίτερα υποσχόμενη στη Νότια Ομοσπονδιακή Περιφέρεια) και αιολική ενέργεια ( Ακτή της Βαλτικής, Νότια Ομοσπονδιακή Περιφέρεια).

Μια πολλά υποσχόμενη πηγή ανανεώσιμης ενέργειας, αλλά που απαιτεί επαγγελματική τεχνολογική ανάπτυξη, είναι τα οικιακά απόβλητα και το αέριο μεθανίου που λαμβάνονται στους χώρους αποθήκευσης τους.

Μέχρι πρόσφατα, για διάφορους λόγους, κυρίως λόγω των τεράστιων αποθεμάτων παραδοσιακών ενεργειακών πρώτων υλών, δόθηκε σχετικά μικρή προσοχή στην ανάπτυξη της χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στην ενεργειακή πολιτική της Ρωσίας. Τα τελευταία χρόνια, η κατάσταση έχει αλλάξει αισθητά. Η ανάγκη αγώνα για ένα καλύτερο περιβάλλον, νέες ευκαιρίες για τη βελτίωση της ποιότητας της ζωής των ανθρώπων, η συμμετοχή στην παγκόσμια ανάπτυξη προηγμένων τεχνολογιών, η επιθυμία να βελτιωθεί η ενεργειακή απόδοση της οικονομικής ανάπτυξης, η λογική της διεθνούς συνεργασίας - αυτά και άλλα ζητήματα έχουν συνέβαλε στην εντατικοποίηση των εθνικών προσπαθειών για τη δημιουργία μιας πιο πράσινης ενέργειας, προχωρώντας προς μια οικονομία χαμηλών εκπομπών άνθρακα.

Ο όγκος των τεχνικά διαθέσιμων πόρων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στη Ρωσική Ομοσπονδία είναι τουλάχιστον 24 δισεκατομμύρια τόνοι τυπικού καυσίμου.

Η ανθρωπότητα έχει μάθει από καιρό πώς να εξάγει ανανεώσιμη (αναγεννητική) ενέργεια χρησιμοποιώντας τη δύναμη των ποταμών. Αλλά μέχρι το τέλος του 20ου αιώνα, λόγω της ενεργειακής κρίσης, της ταχείας μείωσης των αποθεμάτων φυσικού αερίου και της υποβάθμισης του περιβάλλοντος, το ζήτημα της χρήσης άλλων πηγών στο περιβάλλον έγινε ένα ερώτημα. Χάρη στις εξελίξεις των επιστημόνων, κατέστη δυνατή η εξαγωγή της ενέργειας του ήλιου, του ανέμου, της παλίρροιας, των γεωθερμικών νερών.

Ενδιαφέρων!Στον κόσμο, το 18% της ενέργειας λαμβάνεται από ανανεώσιμες πηγές, εκ των οποίων το ξύλο αντιπροσωπεύει το 13%.

Σύμφωνα με το περιοδικό Forbes διεθνής οργανισμόςΑνανεώσιμες πηγές ενέργειας IRENA, μέχρι το 2015, το μερίδιο της ενέργειας που παράγεται με αυτόν τον τρόπο στον κόσμο ήταν περίπου 60%. Στο μέλλον, έως το 2030, οι ΑΠΕ θα γίνουν πρωτοπόροι στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, ωθώντας τη χρήση άνθρακα σε δεύτερη μοίρα.

Η υδροηλεκτρική ενέργεια παράγεται εδώ και πολύ καιρό, αλλά νέοι τύποι ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως ο άνεμος, το γεωθερμικό νερό, ο ήλιος, οι παλίρροιες, έχουν χρησιμοποιηθεί πολύ πρόσφατα - περίπου 30-40 χρόνια. Το 2014, το μερίδιο της υδροηλεκτρικής ενέργειας ήταν 16,4%, της ηλιακής και της αιολικής ενέργειας - 6,3%, και στο μέλλον μέχρι το 2030 αυτά τα μερίδια ενδέχεται να εξισωθούν.

ΣΕ ΕΥΡΩΠΑΙΚΕΣ ΧΩΡΕΣκαι των Ηνωμένων Πολιτειών, η ετήσια αύξηση της παραγωγής αιολικής ενέργειας είναι περίπου 30% (196.600 MW). Στη Γερμανία, την Ισπανία και τις ΗΠΑ χρησιμοποιείται ευρέως η μέθοδος των φωτοβολταϊκών. Το γεωθερμικό εργοστάσιο της Καλιφόρνια Geyser παράγει 750 MW ετησίως.

Ενδιαφέρων!Τα αιολικά πάρκα της Δανίας παρείχαν το 42% της ενέργειας το 2015, και στο μέλλον, έως το 2050, σχεδιάζεται να επιτευχθεί η σχεδίαση 100% πράσινης παραγωγής ενέργειας και να εγκαταλειφθούν πλήρως οι ορυκτές πηγές.

Παραδείγματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας

Η χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας θα λύσει τα ενεργειακά προβλήματα περιοχών με κακές περιβαλλοντικές συνθήκες. Μεταφέρετε ηλεκτρική ενέργεια σε απομακρυσμένες και δυσπρόσιτες περιοχές χωρίς τη χρήση ηλεκτρικών γραμμών. Τέτοιες εγκαταστάσεις θα καταστήσουν δυνατή την αποκέντρωση του ενεργειακού εφοδιασμού σε περιοχές όπου η παράδοση καυσίμων είναι οικονομικά ασύμφορη. Τα περισσότερα από τα υπό ανάπτυξη έργα σχετίζονται με αυτόνομες πηγές ενέργειας που λειτουργούν με πρώτες ύλες όπως οι μη παραδοσιακές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας που προέρχονται από βιομάζα, τύρφη, ζωικά απόβλητα, ανθρώπινα απόβλητα.

Η ενεργός ανάπτυξη του AIE ελήφθη στις ΗΠΑ, τον Καναδά, τη Νέα Ζηλανδία, τη Νότια Αφρική. Τέτοιες πηγές ενέργειας χρησιμοποιούνται από Κινέζους, Ινδούς, Γερμανούς, Ιταλούς και Σκανδιναβούς καταναλωτές. Στη Ρωσία, αυτή η βιομηχανία δεν έχει φτάσει ακόμη στο βιομηχανικό επίπεδο, επομένως η χρήση αναγεννητικής ενέργειας είναι πολύ χαμηλή.

Ο πλανήτης μπορεί να χρησιμοποιήσει όχι μόνο εκείνες τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας που παρέχονται από φυσικούς πόρους. Επί του παρόντος αναπτύσσονται τεχνολογίες για την παραγωγή θερμοπυρηνικής και υδρογόνου ενέργειας. Σύμφωνα με πρόσφατες μελέτες, τα σεληνιακά αποθέματα του ισοτόπου ηλίου-3 είναι τεράστια, επομένως βρίσκονται σε εξέλιξη οι προετοιμασίες για την παράδοση αυτού του καυσίμου σε υγροποιημένη μορφή. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς του Ρώσου ακαδημαϊκού E. Alimov (RAS), δύο Shuttles θα είναι αρκετά για να παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια σε ολόκληρο τον πλανήτη για έναν ολόκληρο χρόνο.

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στη Ρωσία

Σε αντίθεση με την παγκόσμια κοινότητα, όπου η «πράσινη ενέργεια» χρησιμοποιείται με επιτυχία για μεγάλο χρονικό διάστημα, στη Ρωσία αυτό το θέμα έχει αντιμετωπιστεί πολύ πρόσφατα. Και, αν η υδροηλεκτρική ενέργεια προμηθεύει πόλεις και κωμοπόλεις με ηλεκτρική ενέργεια για μεγάλο χρονικό διάστημα, τότε οι αναγεννητικές πηγές θεωρούνταν απρόβλεπτες. Ωστόσο, μετά το 2000, λόγω της επιδείνωσης της περιβαλλοντικής κατάστασης, της μείωσης των φυσικών πόρων και άλλων εξίσου σημαντικών παραγόντων, έγινε φανερό ότι ήταν απαραίτητο να αναπτυχθούν εναλλακτικές πηγές ενέργειας.

Η πιο πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση είναι η ανάπτυξη εγκαταστάσεων που μετατρέπουν άμεσα την ηλιακή ακτινοβολία σε ηλεκτρική ενέργεια. Χρησιμοποιούν φωτομπαταρίες που βασίζονται σε μονοκρυστάλλους, πολυκρυστάλλους και άμορφο πυρίτιο. Η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται ακόμη και με διαλυμένη ηλιακό φως. Η ισχύς μπορεί να ρυθμιστεί αφαιρώντας ή προσθέτοντας μονάδες. Πρακτικά δεν καταναλώνουν ενέργεια για τον εαυτό τους, είναι αυτοματοποιημένα, αξιόπιστα, ασφαλή, μπορούν να επισκευαστούν.

Για την ανάπτυξη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο Νταγκεστάν, την περιοχή του Ροστόφ, τις περιοχές Σταυρούπολης και Κρασνοντάρ, έχουν εγκατασταθεί και λειτουργούν ηλιακοί συλλέκτες, οι οποίοι παρέχουν στους καταναλωτές αυτόνομη ενέργεια.

Ενδιαφέρων!Ο ηλιακός συλλέκτης 1 m 2 εξοικονομεί έως και 150 kg τυπικού καυσίμου ετησίως.

Στη Ρωσία, η βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας που βασίζεται στην αιολική ενέργεια παράγει έως και 20.000 MW. Η χρήση τέτοιων εγκαταστάσεων με μέση ταχύτητα ανέμου 6 m/s και ισχύ 1 MW εξοικονομεί 1.000 τόνους καυσίμου αναφοράς ετησίως. Με βάση επιστημονικά δεδομένα, οι εξελίξεις βρίσκονται σε εξέλιξη και τίθενται σε λειτουργία ενεργειακά συγκροτήματα. Ωστόσο, η χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας όπως ο άνεμος είναι δύσκολη στη Ρωσία. Σύμφωνα με νόμο που ψηφίστηκε το 2008, πρέπει να χρησιμοποιούνται πολύ γερά θεμέλια για τους ανεμόμυλους και οι δρόμοι που οδηγούν στην κατασκευή πρέπει να είναι τέλεια ασφαλτοστρωμένοι. Για παράδειγμα, ένα αστάρι χρησιμοποιείται σε ευρωπαϊκές χώρες και στις ΗΠΑ.

Ενδιαφέρων!εάν χρησιμοποιούνται εγκαταστάσεις στην περιοχή Tyumen, Magadan, Kamchatka και Sakhalin, τότε μπορούν να συλλεχθούν 2,5-3,5 εκατομμύρια kW / h από 1 τετραγωνικό χιλιόμετρο. Αυτό είναι 200 ​​φορές υψηλότερο από την τρέχουσα κατανάλωση ενέργειας.

Μέχρι σήμερα, GeoTPPs έχουν κατασκευαστεί και λειτουργούν στην Καμτσάτκα, Νήσοι Κουρίλ. Τρεις μονάδες του Verkhne-Mutnovskaya GeoTPP (Kamchatka) παράγουν 12 MW, ολοκληρώνεται η κατασκευή του GeoTPP Mutnovskaya για 4 μονάδες, που θα παράγει 100 MW. Στο μέλλον, το γεωθερμικό νερό μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε αυτήν την περιοχή για την παραγωγή 1000 MW, συν το διαχωρισμένο νερό και το συμπύκνωμα μπορεί να θερμάνει κτίρια.

Υπάρχουν ήδη 56 κοιτάσματα που έχουν διερευνηθεί στο έδαφος της χώρας, στα οποία τα πηγάδια μπορούν να παράγουν περισσότερα από 300 χιλιάδες κυβικά μέτρα γεωθερμικού νερού την ημέρα.

Προοπτικές για την ανάπτυξη της παλιρροιακής ισχύος

Το 1968, ο πρώτος πειραματικός παλιρροιακός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής στον κόσμο λειτουργεί στη χερσόνησο Κόλα, παράγοντας 450 kW/h. Με βάση το έργο αυτού του έργου, αποφασίστηκε να συνεχιστεί η ανάπτυξη παλιρροϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής στη Ρωσία ως πολλά υποσχόμενες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στις ακτές του Ειρηνικού και του Αρκτικού Ωκεανού. Ξεκίνησε η κατασκευή του TPP Tugur στην περιοχή Khabarovsk, η χωρητικότητα σχεδιασμού του οποίου θα είναι 6,8 εκατομμύρια kW. Ο TPP Mezen κατασκευάζεται στη Λευκή Θάλασσα με σχεδιαστική ισχύ 18,2 εκατομμυρίων kW. Τέτοιες εγκαταστάσεις αναπτύσσονται τώρα και εγκαθίστανται για Κινέζους, Κορεάτες και Ινδούς καταναλωτές. Ο εξοπλισμός εναλλακτικής παλιρροιακής ενέργειας φαίνεται επίσης στην πρώτη εικόνα αυτού του άρθρου.