Domov Technika

Príklady využitia obnoviteľnej energie. Ako alternatívne zdroje energie pomáhajú pri výrobe tepla a elektriny Aspoň tri obnoviteľné zdroje energie

04.08.2020

Akademický rok

Prednáška 20

Technológie na úsporu energie a vývoj nových zdrojov energie

Bežne možno zdroje energie rozdeliť do dvoch typov: neobnoviteľné A obnoviteľné. Medzi prvé patria plyn, ropa, uhlie, urán atď. Technológia získavania a premeny energie z týchto zdrojov je osvedčená, ale spravidla nie je ekologická a mnohé z nich sa vyčerpávajú.

Obnoviteľná energia- to sú zdroje, ktoré sú v ľudskom meradle nevyčerpateľné. Základným princípom využívania obnoviteľnej energie je jej získavanie z prírodných zdrojov – ako je slnečné žiarenie, vietor, pohyb vody v riekach či moriach, príliv a odliv, biopalivá a geotermálne teplo – ktoré sú obnoviteľné, t.j. sa dopĺňajú prirodzene.

Perspektíva využívania obnoviteľných zdrojov energie je spojená s ich ekologickosťou, nízkymi prevádzkovými nákladmi a očakávaným nedostatkom paliva v tradičnej energetike.

Príklady využitia obnoviteľnej energie.

1.Sila vetra je rýchlo rastúci priemysel. Výkon veterného generátora závisí od plochy, ktorú lopatky generátora zametajú. Napríklad 3 MW turbíny (V90) vyrábané dánskou spoločnosťou Vestas majú celkovú výšku 115 metrov, výšku veže 70 metrov a priemer lopatiek 90 metrov. Pobrežné zóny sú považované za najsľubnejšie miesta na výrobu energie z vetra. V mori, vo vzdialenosti 10-12 km od pobrežia (a niekedy aj ďalej), sú postavené pobrežné veterné elektrárne. Veže veterných turbín sú inštalované na základoch z pilót zarazených do hĺbky až 30 metrov. Využívanie veternej energie rastie približne o 30 percent ročne a je široko využívaná v Európe a Spojených štátoch.

2. Zapnuté vodné elektrárne(vodná elektráreň) využíva ako zdroj energie potenciálnu energiu prúdenia vody, ktorej primárnym zdrojom je Slnko, ktoré vyparuje vodu, ktorá potom vo vyšších polohách padá vo forme zrážok a steká a vytvára rieky. Vodné elektrárne sa zvyčajne stavajú na riekach stavaním priehrad a nádrží. Využiť kinetickú energiu prúdenia vody je možné aj na takzvaných voľnoprietokových (bezhrádzových) vodných elektrárňach.

Vlastnosti tohto zdroja energie:

Náklady na elektrickú energiu vo vodných elektrárňach sú výrazne nižšie ako vo všetkých ostatných typoch elektrární;

Hydroelektrické generátory je možné zapínať a vypínať pomerne rýchlo v závislosti od spotreby energie;

Obnoviteľný zdroj energie;

Výrazne menší vplyv na ovzdušie ako iné typy elektrární;


Výstavba vodných elektrární je zvyčajne kapitálovo náročnejšia;

Účinné vodné elektrárne sa často nachádzajú ďaleko od spotrebiteľov;

Nádrže často zaberajú veľké plochy;

Lídrami vo výrobe vodnej energie na osobu sú Nórsko, Island a Kanada. Najaktívnejšie hydraulické stavby realizuje Čína, pre ktorú je vodná energia hlavným potenciálnym zdrojom energie, v tejto krajine sa nachádza až polovica svetových malých vodných elektrární.

3.Solárna energia- smer netradičnej energie založený na priamom využití slnečného žiarenia na získavanie energie v akejkoľvek forme. Solárna energia využíva nevyčerpateľný zdroj energie a je šetrná k životnému prostrediu, to znamená, že neprodukuje škodlivý odpad.

Spôsoby výroby elektriny a tepla zo slnečného žiarenia:

Výroba elektriny pomocou fotobuniek;

Premena slnečnej energie na elektrickú pomocou tepelných motorov: parné motory (piestové alebo turbínové) využívajúce vodnú paru, oxid uhličitý, propán-bután, freóny;

Solárna tepelná energia - ohrev plochy absorbujúcej slnečné lúče a následná distribúcia a využitie tepla (zameranie slnečného žiarenia na nádobu s vodou pre následné využitie ohriatej vody na vykurovanie alebo v parných elektrických generátoroch);

Tepelné vzduchové elektrárne (premena slnečnej energie na energiu prúdenia vzduchu smerovaného do turbogenerátora);

Solárne balónové elektrárne (vznik vodnej pary vo vnútri balónového balóna zohrievaním slnečným žiarením povrchu balóna pokrytého selektívne absorbujúcim povlakom), výhodou je, že rezerva pary v balóne postačuje na prevádzku elektrárne pri v noci a za nepriaznivého počasia.

Výhody slnečnej energie:

Verejná dostupnosť a nevyčerpateľnosť prameňa;

Teoreticky je to úplne bezpečné pre životné prostredie, aj keď existuje možnosť, že plošné zavedenie slnečnej energie by mohlo zmeniť albedo (reflexnú charakteristiku) zemského povrchu a viesť ku klimatickým zmenám.

Nevýhody slnečnej energie:

Závislosť od počasia a dennej doby;

V dôsledku toho potreba akumulácie energie;

Vysoké náklady na výstavbu;

Potreba pravidelného čistenia reflexného povrchu od prachu;

Ohrievanie atmosféry nad elektrárňou.

4.Prílivové elektrárne. Elektrárne tohto typu sú špeciálnym typom vodnej elektrárne, ktorá využíva energiu prílivu a odlivu a vlastne kinetickú energiu rotácie Zeme. Prílivové elektrárne sú postavené na brehoch morí, kde gravitačné sily Mesiaca a Slnka menia hladinu vody dvakrát denne.

Na získanie energie je záliv alebo ústie rieky zablokované priehradou, v ktorej sú inštalované hydraulické jednotky, ktoré môžu pracovať v režime generátora aj v režime čerpadla (na čerpanie vody do nádrže na následnú prevádzku v neprítomnosti prílivu a odlivu). V druhom prípade sa nazývajú prečerpávacie elektrárne.

Výhodou PES je šetrnosť k životnému prostrediu a nízke náklady na výrobu energie. Nevýhodou sú vysoké náklady na výstavbu a napájanie, ktoré sa mení počas dňa, a preto môže PES fungovať iba v jedinom energetickom systéme s inými typmi elektrární.

5.Geotermálnej energie- smer energie založený na výrobe elektrickej a tepelnej energie z tepelnej energie obsiahnutej v útrobách zeme na geotermálnych staniciach. Vo vulkanických oblastiach sa cirkulujúca voda v relatívne malých hĺbkach prehrieva nad teplotu varu a cez trhliny stúpa na povrch, čo sa niekedy prejavuje vo forme gejzírov. Prístup do podzemia teplé vody možné pomocou hĺbkových vrtov. Častejšie sú suché vysokoteplotné horniny, ktorých energia je dostupná čerpaním a následným odberom prehriatej vody z nich. Vysoké horninové horizonty s teplotami pod 100 °C sú bežné aj v mnohých geologicky neaktívnych oblastiach, preto sa využitie geotermy ako zdroja tepla považuje za najperspektívnejšie. Ekonomické využitie geotermálnych zdrojov je rozšírené na Islande a Novom Zélande, Taliansku a Francúzsku, Litve, Mexiku, Nikarague, Kostarike, Filipínach, Indonézii, Číne, Japonsku a Keni. Najväčšou geotermálnou inštaláciou na svete je Geysers Plant v Kalifornii s menovitým výkonom 750 MW.

6.Biopalivá- Ide o palivo z biologických surovín, ktoré sa spravidla získavajú v dôsledku spracovania biologického odpadu. Existujú aj projekty rôzneho stupňa vývoj zameraný na výrobu biopalív z celulózy a rôzne druhy organického odpadu, no tieto technológie sú in skoré štádium vývoj alebo komercializácia. Líši sa tekuté biopalivo(pre spaľovacie motory, napr. etanol, metanol, bionafta), tuhé biopalivo(palivové drevo, brikety, palivové pelety, drevná štiepka, slama, plevy) a plynný(bioplyn, vodík).

USA a Brazília produkujú 95 % svetového bioetanolu. Etanol v Brazílii sa vyrába predovšetkým z cukrovej trstiny a v Spojených štátoch z kukurice. Podľa odhadov Merrill Lynch zastavenie výroby biopalív povedie k zvýšeniu cien ropy a benzínu o 15 %.

Etanol je energeticky menej hustý zdroj energie ako benzín; najazdených kilometrov vozidiel prevádzkovaných na E85(zmes 85 % etanolu a 15 % benzínu; písmeno „E“ z anglického Ethanol), na jednotku objemu paliva predstavuje približne 75 % najazdených kilometrov štandardných áut. Bežné autá nemôžu jazdiť na E85, hoci spaľovacie motory jazdia na E85 skvele. E10(niektoré zdroje tvrdia, že sa dá použiť aj E15). So „skutočným“ etanolom môže fungovať len takzvaný etanol. "Flex-Fuel" autá ("flex-fuel" autá). Tieto autá môžu jazdiť aj na bežný benzín (stále je potrebné malé pridanie etanolu) alebo na ľubovoľnú zmes oboch. Brazília je lídrom vo výrobe a využívaní bioetanolu z cukrovej trstiny ako paliva.

Kritici rozvoja biopalív tvrdia, že rastúci dopyt po biopalivách núti poľnohospodárskych výrobcov zmenšovať plochy pestované na potravinárske plodiny a prerozdeľovať ich v prospech palivových plodín. Podľa výpočtov ekonómov z University of Minnesota sa v dôsledku boomu biopalív počet hladujúcich na planéte do roku 2025 zvýši na 1,2 miliardy ľudí.

Na druhej strane Organizácia OSN pre výživu a poľnohospodárstvo (FAO) vo svojej správe uvádza, že zvýšená spotreba biopalív môže pomôcť diverzifikovať poľnohospodárske a lesnícke aktivity, pričom podporuje ekonomický vývoj. Výroba biopalív vytvorí nové pracovné miesta v rozvojových krajinách a zníži závislosť rozvojových krajín od dovozu ropy. Výroba biopalív navyše umožní využívať v súčasnosti nevyužívanú pôdu. Napríklad v Mozambiku poľnohospodárstvo sa uskutočňuje na 4,3 milióna hektárov zo 63,5 milióna hektárov potenciálne vhodnej pôdy. Podľa odhadov Stanfordskej univerzity bolo na celom svete z poľnohospodárskej výroby vyňatých 385 – 472 miliónov hektárov pôdy. Pestovanie surovín na výrobu biopalív na týchto pozemkoch zvýši podiel biopalív na 8 % v globálnej energetickej bilancii. V doprave sa podiel biopalív môže pohybovať od 10 % do 25 %.

7.Energia vodíka- rozvíjajúci sa energetický sektor, smer vo výrobe a spotrebe energie ľudstvom, založený na využívaní vodíka ako prostriedku na akumuláciu, prepravu a spotrebu energie ľuďmi, dopravnej infraštruktúry a rôznych výrobných oblastí. Ako najbežnejší prvok na povrchu zeme a vo vesmíre sa volí vodík, najvyššie je spaľovacie teplo vodíka a produktom spaľovania v kyslíku je voda (ktorá sa opäť dostáva do obehu vodíkovej energie).

Palivový článok- elektrochemické zariadenie podobné galvanickému článku, ale líši sa od neho tým, že látky na elektrochemickú reakciu sú mu dodávané zvonka - na rozdiel od obmedzeného množstva energie uloženej v galvanickom článku alebo batérii. Palivové články sú elektrochemické zariadenia, ktoré môžu mať veľmi vysokú mieru premeny chemickej energie na elektrickú energiu (~ 80 %). Nízkoteplotné palivové články zvyčajne používajú: vodík na anódovej strane a kyslík na katódovej strane (vodíkový článok). Na rozdiel od palivových článkov jednorazové voltaické články obsahujú tuhé reaktanty a keď sa elektrochemická reakcia zastaví, je potrebné ich vymeniť, elektricky dobiť, aby sa chemická reakcia opäť spustila, alebo teoreticky možno vymeniť elektródy. V palivovom článku reaktanty prúdia dovnútra, reakčné produkty vytekajú a reakcia môže prebiehať tak dlho, pokiaľ doň reaktanty vstupujú a je zachovaná funkčnosť samotného prvku. Palivové články nedokážu uchovávať elektrickú energiu ako galvanické resp nabíjateľné batérie, ale pre niektoré aplikácie, ako sú elektrárne pracujúce izolované od elektrického systému, využívajúce prerušované zdroje energie (slnečné žiarenie, vietor), tvoria spolu s elektrolyzérmi, kompresormi a zásobníkmi paliva (napríklad vodíkové fľaše) zásobník energie zariadenie. Celková účinnosť takejto inštalácie (konverzia elektrická energia na vodík a späť na elektrickú energiu) 30-40 %.

Palivové články majú množstvo cenných vlastností, medzi ktoré patria:

7.1 Vysoká účinnosť: Palivové články nemajú prísne obmedzenia účinnosti, ako napríklad tepelné motory. Vysoká účinnosť sa dosahuje priamou premenou energie paliva na elektrickú energiu. Keď dieselové generátory spaľujú palivo ako prvé, výsledná para alebo plyn roztáča hriadeľ turbíny alebo spaľovacieho motora, ktorý zase otáča elektrický generátor. Výsledkom je účinnosť maximálne 42 %, ale častejšie je to okolo 35 – 38 %. Okrem toho je nepravdepodobné, že vzhľadom na mnohé prepojenia, ako aj z dôvodu termodynamických obmedzení maximálnej účinnosti tepelných motorov, existujúca účinnosť bude vyššia. Existujúce palivové články majú účinnosť 60-80%.

7.2Šetrnosť k životnému prostrediu. Do ovzdušia sa uvoľňuje iba vodná para, ktorá je pre životné prostredie neškodná. Ale to je len v lokálnom meradle. Je potrebné brať do úvahy ekologickosť miest, kde sa tieto palivové články vyrábajú, keďže už ich samotná výroba predstavuje určitú hrozbu.

7.3 Kompaktné rozmery. Palivové články sú ľahšie a zaberajú menšiu stopu ako tradičné zdroje energie. Palivové články produkujú menej hluku, bežia menej tepla a sú efektívnejšie z hľadiska spotreby paliva. Toto sa stáva obzvlášť dôležitým vo vojenských aplikáciách.

Problémy s palivovými článkami.

Zavedeniu palivových článkov v doprave bráni chýbajúca vodíková infraštruktúra. Existuje problém „sliepky a vajce“ – prečo vyrábať autá na vodík, ak neexistuje infraštruktúra? Prečo budovať vodíkovú infraštruktúru, ak neexistuje transport vodíka? Palivové články majú v dôsledku nízkej rýchlosti chemických reakcií značnú inertnosť a vyžadujú určitú výkonovú rezervu alebo použitie iných technických riešení (ultrakapacitory, batérie) na prevádzku v podmienkach špičkového alebo pulzného zaťaženia. Existuje tiež problém výroby vodíka a skladovania vodíka. Po prvé, musí byť dostatočne čistý, aby nedošlo k rýchlej otrave katalyzátora, a po druhé, musí byť dostatočne lacný, aby jeho cena bola pre konečného užívateľa rentabilná.

Existuje mnoho spôsobov výroby vodíka, no v súčasnosti asi 50 % celosvetovo vyprodukovaného vodíka pochádza zo zemného plynu. Všetky ostatné metódy sú stále drahé. Existuje názor, že so stúpajúcimi cenami energie sa zvyšujú aj náklady na vodík, keďže ide o sekundárny nosič energie. Ale náklady na energiu vyrobenú z obnoviteľných zdrojov neustále klesajú.

Obnoviteľná energia– to, čo sa získava z obnoviteľných alebo nevyčerpateľných zdrojov. Vzhľadom na cyklický charakter procesov prebiehajúcich v prírode sa niektoré zdroje dopĺňajú pri prechode úplným cyklom, čo umožňuje ich pravidelné využívanie v energetickom priemysle. Iné sú úplne nevyčerpateľné, čo má pozitívny vplyv na ich dostupnosť v celosvetovom meradle.

Aké sú zdroje energie?

Zdroje sú rozdelené do dvoch hlavných typov:

  • neobnoviteľné;
  • obnoviteľné.

Prvé zahŕňajú fosílne palivá, ktoré keď sa ťažia a spotrebúvajú, príroda ich nedoplňuje. Zapnuté tento moment tvoria ¾ celkovej výroby a spotreby energie. Medzi nimi je ropa, plyn, uhlie. Pre obnoviteľné zdroje sa zvyčajne používa skratka RES. Vyznačujú sa reprodukciou v dôsledku prírodných procesov, ktoré sa tvoria v dôsledku pôsobenia nasledujúcich javov: žiara slnka, kolobeh vody, gravitácia, vietor.

Rozdiel od alternatívnych zdrojov

Alternatívne zdroje zahŕňajú obnoviteľné a iné nefosílne energie: vodík, štiepna energia. Účelom je hľadať nové spôsoby získavania energie, ktoré môžu nahradiť tradičné typy. Vývoj nových výrobných metód sa uskutočňuje s cieľom získať počas prevádzky výnosnejšie a menej škodlivé pre životné prostredie. Obnoviteľné zdroje spĺňajú obe požiadavky.

Podrobná klasifikácia a druhy obnoviteľných zdrojov energie

Netradičné zdroje energie sú zoskupené podľa dvoch kritérií:

  • fenomén.

Prvá klasifikácia sa používa zriedkavo kvôli nízkej praktickej použiteľnosti, obsahuje tri zdroje:

  • mechanický;
  • chemický;
  • tepelný.

Druhá klasifikácia rozdeľuje obnoviteľné zdroje podľa javov:

  • Slnko;
  • vietor;
  • voda;
  • teplo zeme;
  • biopalivo.

Energia zo slnečného žiarenia

Solárne panely v Európe

Slnečné svetlo zaujíma popredné miesto medzi obnoviteľnými zdrojmi. Na extrakciu energie sa používajú panely, na ktorých sa sústreďujú slnečné lúče. Potom dochádza k zahrievaniu a následnej výrobe v dôsledku interakcie panelových prvkov: bóru a fosforu.

Panely je možné inštalovať na obytné budovy, vozidlá a tvoria aj plnohodnotné solárne elektrárne. Pre umiestnenie panelov je dôležitých množstvo parametrov: výška, klíma, poloha slnka. Výsledná energia sa využíva na výrobu elektriny, vykurovania a ohrevu vody. Celosvetový podiel solárnej energie je 1,3 % – 301 GWh.

Medzi nevýhody technológie patrí vysoká cena a nízka účinnosť (do 20%), čo vedie k nízkej ekonomickej realizovateľnosti použitia solárnych panelov.

Veterná energia

Ďalším fenoménom, ktorý sa hojne využíva ako zdroj, je vietor. Vzniká v dôsledku rozdielu tlaku v atmosfére a má kinetický potenciál. To sa využíva pri prevádzke veterných elektrární (WPP) – veží s rotujúcimi lopatkami.

Základňa veže môže byť stacionárna alebo plávajúca. Vývoj plávajúcich je spôsobený tým, že optimálnym miestom na inštaláciu veterných turbín je pobrežná zóna 10-12 kilometrov od pobrežia. Stacionárne sú umiestnené v mori, ak to hĺbka a topografia dna dovoľuje, na rovinatom teréne.

Hlavnou nevýhodou vetra je jeho nestabilita. Aby sa tomuto faktoru vyhli, inžinieri vopred analyzujú navrhované umiestnenie veternej turbíny, pričom zohľadňujú silu a smer vetra. Globálny podiel veternej energie je 2,6 % – 600 GWh.

Využívanie vodnej energie

Pre vodu je charakteristické, že viaceré jej vlastnosti sa využívajú na výrobu energie. Na prevádzku vodných elektrární sa používa tlak - najbežnejší spôsob. Menej bežné metódy súvisia s prílivmi, vlnami, prúdmi, teplotnými rozdielmi na povrchu a hĺbkou.

Voda je obnoviteľný zdroj, ktorý tvorí ¾ objemu. Medzi všetkými zdrojmi tvorí vodná energia približne 15 %. Kolobeh vody v prírode zabezpečuje energetickú stabilitu.

Vodná elektráreň v Rusku

Energia prúdenia vody

Hlavným zdrojom vo vodnej energii je tlak. Na tento účel sa stavajú vodné elektrárne (VVE), ktoré blokujú korytá riek. Výsledné nádrže a rozdiel hladín vody vytvárajú tlak, ktorý otáča turbíny, z ktorých generátory vyrábajú elektrinu. Vodné elektrárne sú priehrady a vyžadujú miestne zmeny: blokovanie prístupu k neresiskám, zaplavovanie územia a vytváranie nových biotopov pre vodné vtáctvo. Na vodných elektrárňach je možné regulovať úroveň zásobovania vodou a výroby energie.

Vodná energia zabezpečuje 16 % celosvetovej výroby energie, čo je 25 tisíc TWh. Napríklad poskytuje Paraguaju 100% vyrobenej energie. Ročná produkcia čínskej vodnej elektrárne Tri rokliny je 98 TWh - ide o najvýkonnejšiu vodnú elektráreň na svete.

Energia prílivov a prílivov

V dôsledku gravitácie Mesiaca a Slnka existuje na Zemi fenomén prílivu a odlivu. Počas prílivu stúpa hladina vody, analogicky s činnosťou vodnej elektrárne môže byť počas odlivu generovaná energia. Na tento účel sa v pobrežných oblastiach budujú prílivové elektrárne (TPP) s generátormi a čerpacími jednotkami. Tie sú potrebné v období, keď nie sú žiadne prílivy a odlivy. Takéto elektrárne nie sú bežné kvôli vysokým nákladom na výstavbu a nestabilite prevádzky.

Potenciálna energia vĺn

Pomocou podobnej schémy sa energia získava z pohybov vĺn. Konštrukcia vlnových elektrární pozostávajúcich z piestov umiestnených v špeciálnych oddeleniach sa nazýva „morský had“. V ich vnútri sú generátory a hydromotory. Keď vlny prechádzajú, kinetická energia sa transformuje na elektrickú energiu v dôsledku oscilácií vĺn. Nevýhodou systému je jeho nestabilita voči búrkam.

Časť projektu vlnovej elektrárne (Soči)

Energia gradientu teploty oceánu

Voda má rozdielne teploty na povrchu a v hĺbke, čo jej umožňuje vytvárať energiu. Na tento účel sa vyvíjajú geotermálne stanice, pre ktoré sa vyberá vhodné miesto v oceáne. Na prevádzku sa aktívne využíva slnečné žiarenie, ktoré tvorí teplotu vodnej hladiny.

Geotermálna energia z vnútra Zeme

Geotermálna stanica na Islande

Hlbiny zeme obsahujú obrovské množstvo energie, ktorá sama na niektorých miestach vybuchne v podobe gejzírov a sopiek. Emisie pary a vody z gejzírov sa využívajú na prevádzku geotermálnych tepelných elektrární (GEP). Na prístup k zdrojom sa vŕtajú studne do hĺbky zeme až do jeden a pol kilometra. Voda sa dodáva na vykurovanie alebo sa používa na výrobu energie.

Tento typ výroby energie je stabilný a napríklad na Islande zabezpečuje štvrtinu všetkej elektriny. Geotermálne elektrárne sú rozšírené najmä v oblastiach sopiek a horúcich prameňov. Okrem Islandu majú veľký podiel (viac ako 10 %) tieto krajiny: Filipíny, Salvádor, Kostarika, Keňa, Nový Zéland, Nikaragua.

Bioenergia a biopalivá

Dva pojmy, ktoré spolu úzko súvisia, sú bioenergia a biopalivá. Biopalivo je v tomto prípade zdrojom energie. Palivo zahŕňa suroviny získané spracovaním biologického odpadu živého alebo rastlinného pôvodu: etanol, metanol, bionaftu.

Biopalivá patria do jednej z troch generácií:

Brazília zaujíma popredné miesto vo výrobe a spotrebe biopalív, ktoré tvoria až 45 % svetového objemu.

Výhody a nevýhody využívania obnoviteľných zdrojov energie

OZE znižujú negatívny dopad na životné prostredie, ktorým je skleníkový efekt, vďaka prirodzene obnoviteľným zdrojom. Rovnako ako iné odvetvia hospodárstva, aj energetický sektor potrebuje diverzifikáciu, aby sa predišlo závislosti od jedného druhu suroviny.

Z negatívnych faktorov vystupujú do popredia náklady na realizáciu infraštruktúrnych zariadení, ktoré výrazne ovplyvňujú konečné náklady na energie. Mnohé druhy obnoviteľných zdrojov energie sú nestabilné a nedokážu pravidelne uspokojovať dopyt v požadovanom objeme.

Aplikácia v modernom Rusku

Ropa a plyn zohrávajú v ruskom energetickom systéme vedúcu úlohu a zabezpečujú 75 % spotreby krajiny. Ďalších 15 % pochádza z uhlia, len 10 % pochádza z obnoviteľných zdrojov energie a jadrovej energie. Vysoká úroveň dostupnosti energetických zdrojov spôsobuje, že priemysel je menej náchylný na zmeny v súčasnej bilancii. Rusko má značné zásoby obnoviteľných aj neobnoviteľných zdrojov.

Z obnoviteľných zdrojov tvoria dve tretiny vodné elektrárne. Zvyšné druhy sú zastúpené v malom meradle v rôznych regiónoch krajiny:

Globálne trendy vo využívaní obnoviteľných zdrojov

Od 21. storočia svet zažíva rýchly rast výroby energie z obnoviteľných zdrojov:

  • veterná energia vzrástla za 13 rokov 22-krát;
  • Slnečná energia vzrástla za 10 rokov 430-krát.

Niektoré regióny prijali vládne programy určené na zvýšenie podielu energie získanej z obnoviteľných zdrojov na 75 – 100 %. Iniciatíva pochádza od najväčších korporácií, ktoré sa snažia získať 100 % obnoviteľných zdrojov energie: IKEA, Apple, Google.

Potreba zaviesť obnoviteľné zdroje energie

Netradičné druhy energie majú nahradiť existujúce, ktorých zdroje sú obmedzené. Včasné zavedenie obnoviteľných zdrojov energie pomôže vyhnúť sa energetickej kríze, problémy životného prostredia na planéte. Niektoré krajiny sú schopné plne pokryť svoje potreby obnoviteľnými zdrojmi energie: Škótsko, Írsko, Dánsko. Kvôli nestabilnej povahe zdrojov sa to nevyskytuje pravidelne.

Štatistiky a prognózy

Prognózy rôznych odborníkov ohľadom využívania obnoviteľných zdrojov sa pravidelne upravujú. Náprava je spojená s rozvojom nekonvenčných aj tradičných metód. Súčasne s objavovaním nových metód výroby energie a zdokonaľovaním metód sa vyvíjajú a spúšťajú nové ložiská ropy a zemného plynu. Podľa jednej prognózy budú do roku 2040 obnoviteľné zdroje energie tvoriť až polovicu celosvetovej produkcie energie.

Vedúce krajiny vo využívaní obnoviteľných zdrojov energie

Dom so solárnym panelom v USA

Medzi lídrov vo využívaní obnoviteľných zdrojov energie patria svetové veľmoci aj malé krajiny. Medzi svetovými mocnosťami sú lídrami USA a Čína. Ich vedúce postavenie je vyjadrené skôr kvantitatívne ako proporcionálne. Medzi malými krajinami sú také, ktoré sú úplne resp z väčšej časti zabezpečiť si obnoviteľné zdroje energie: Island, Dánsko, Uruguaj, Kostarika, Nikaragua. Podiel je vysoký vo vyspelých krajinách: Veľkej Británii a Nemecku.

Obnoviteľné zdroje budúcnosti

Pozoruhodným príkladom medzi známymi obnoviteľnými zdrojmi budúcnosti je vodík. Prvok sa už aktívne používa v raketovom palive. Prebieha vývoj na jeho široké využitie v doprave. Samotný vodík nemá škodlivé emisie do atmosféry, ale vo svojej čistej forme sa aktívne nepoužíva kvôli horľavosti pri kontakte so vzduchom a opotrebovaniu prvkov motora počas interakcie.

Perspektívy obnoviteľných zdrojov energie

Príklady Ruska a Nemecka z hľadiska nákladov na výrobu energie ukazujú dôvod, prečo obnoviteľné zdroje tvoria menší podiel v porovnaní s neobnoviteľnými:

Zdroj Cena 1 kW/h v Rusku (rub.) Cena 1 kW/h v Nemecku (euro)
Uhlie, ropa, plyn 0,22-0,35 0,03-0,05
Jadrový 0,20-0,50 0,03
Voda 0,15-0,20 0,04
Vietor 0,30-0,90 0,09
slnko 0,35-1,50 0,54

Vyčerpateľné zdroje sú najrozvinutejším zdrojom. Autor: ekonomické ukazovatele Jedinou konkurenciou je vodná a jadrová energia. Náklady na obnoviteľné sú niekoľkonásobne vyššie.

V 21. storočí priemysel naberá na nebývalej dynamike. Priemyselná výroba spotrebuje približne 90 – 93 % svetovej energie. Zvyšovanie celkovej energetickej účinnosti je jednou z prioritných oblastí politiky Ruskej federácie.

V tejto súvislosti si obnoviteľné zdroje energie (OZE) v Rusku začali získavať čoraz väčšiu obľubu. Je prechod na alternatívnu energiu pre štát naozaj nevyhnutný? Je politika úspory energie povinná? Aké výhody prinesú tieto zmeny? Najprv veci.

Priemysel a energetika sú dva úzko súvisiace sektory. Na zabezpečenie prevádzky veľkých a malých podnikov, ako aj na organizáciu nákladnej dopravy je potrebné pripojiť sa k výkonným zdrojom elektrickej energie. Mimochodom, život bez nej tiež nie je nikde.

Napájané z elektrických sietí:

  • osvetlenie ciest a diaľnic;
  • televízne a rozhlasové stanice;
  • obytné, pracovné, nákupné oblasti;
  • stacionárne a súkromné ​​inštitúcie;
  • servisné spoločnosti.

Elektrina teda obklopuje človeka zo všetkých strán. Ale ako to získate? Energia prichádza do mestských sietí najmä z tepelných (CHP), vodných (HPP) a jadrových elektrární. Sú predstaviteľmi tradičnej palivovej energie.

Prírodné palivá pôsobia ako zdroje energie na týchto staniciach:

  • uhlie,
  • rašelina;
  • olej;
  • rádioaktívne rudy (urán, plutónium).

Stanice na premenu energie sú navrhnuté primitívne, ale ich účinnosť naznačuje ich účinnosť:

  1. Ruské tepelné elektrárne pracujú na spaľovaní horľavého paliva. Silná chemická energia, ktorá sa uvoľňuje počas spaľovacieho procesu, sa premieňa na elektrickú energiu. Maximálna účinnosť je asi 35%.
  2. Fungujú podobným spôsobom jadrové elektrárne. V Rusku sa na zabezpečenie ich funkčnosti používajú uránové rudy alebo plutónium. Pri rozpade jadier týchto rádioaktívnych materiálov sa uvoľňuje energia, ktorá sa následne premieňa na teplo a elektrinu. Najvyšší ukazovateľ účinnosti je 44%.
  3. V prípade vodných elektrární sa energia získava z mohutných vodných tokov. Obrovské masy vody prúdia do hydraulických turbín a uvádzajú ich do pohybu. Takto vzniká elektrická energia. Účinnosť - až 92%.
  4. GTES - stanice s plynovou turbínou - sú relatívne nové zariadenia, ktoré súčasne vyrábajú elektrickú aj tepelnú energiu. Maximálna účinnosť – 46 %.

Prečo špecialisti nepodporujú tradičnú energetiku, ktorá je založená na využívaní ropných produktov a rádioaktívnych prvkov?

Základy alternatívnej energetiky a využívania obnoviteľných zdrojov energie

Obnoviteľná energia využíva energiu pre svoje potreby:

  • vietor;
  • tečie malá rieka;
  • slnko;
  • geotermálne zdroje;
  • prílivy a odlivy.

Poznámka: Dnes sú v Rusku na obnoviteľnú energiu pridelené len asi 2 – 3 % celkovej energetickej bilancie krajiny.

Rusko sa snaží o prechod na využívanie alternatívnych zdrojov energie. Takto sa vyvíja tento energetický sektor v štáte:


Z údajov uvedených v zozname je zrejmé, že obnoviteľné zdroje energie v Rusku naberajú na sile a pomaly, ale isto sa rozvíjajú. Krajina však stále zaostáva za svetovými lídrami vo využívaní obnoviteľných zdrojov energie.

Nevýhody systému OZE

Podľa výpočtov vedcov malo byť využívanie obnoviteľných zdrojov energie v Rusku dnes asi 15 – 18 %. Tieto optimistické prognózy sa nenaplnili. Prečo sa sľub nesplnil?

Veľký vplyv tu mali tieto nedostatky systému OZE:

  1. Relatívne vysoké náklady na výrobu Kým ťažba tradičných nerastov sa dlho vypláca, výstavba nových zariadení na splnenie alternatívnych energetických štandardov si vyžaduje obrovské investície. Investori zatiaľ nemajú záujem robiť veľké investície, ktorých návratnosť bude minimálna. Pre podnikateľov je výhodnejšie objavovať nové ropné a plynové polia, než plytvať peniazmi.
  2. slabý legislatívneho rámca Svetoví vedci sú presvedčení, že štát určuje smer rozvoja alternatívnej energie. Vládne orgány vytvárajú vhodný rámec a poskytujú podporu. Napríklad mnohé európske krajiny zaviedli dane z emisií CO₂ do atmosféry. V týchto krajinách dosahuje celkové percento využívania obnoviteľnej energie od 20 do 40 %.
  3. Spotrebiteľský faktor Tarify za energiu vyrobenú z obnoviteľných zdrojov energie sú 3–3,5-krát vyššie ako tradičné. Moderný človek pracuje na svojom blahobyte a chce dosiahnuť maximálne výsledky pri minimálnych nákladoch. Najťažšie je zmeniť mentalitu ľudí. Alternatívne energie nechcú preplácať ani veľkí podnikatelia, ani obyčajní ľudia, aj keď od toho závisí budúcnosť planéty.
  4. Nestálosť systému Príroda je premenlivá. Efektívnosť odlišné typy OZE závisí od sezónnych a poveternostných podmienok. Solárne články nebudú produkovať energiu počas zamračeného dňa. Veterné generátory nefungujú v pokojných podmienkach. Ľudia doteraz nedokázali prekonať sezónnosť obnoviteľných zdrojov energie.

Pre úspešný rozvoj ruskej obnoviteľnej energii chýba potenciál a podpora. V tejto súvislosti sú ruskí energetici presvedčení, že v dohľadnej dobe budú obnoviteľné zdroje energie využívané len ako podpora tradičného paliva.

Potreba prechodu na obnoviteľné zdroje energie

Z pohľadu takých vied, ako je biológia a ekológia, je prechod na alternatívnu energiu najlepšia možnosť vývoj udalostí pre ľudí aj pre prírodu.

Faktom je, že využívanie neobnoviteľných zdrojov energie (ropné produkty) v priemyselnom meradle– silný škodlivý faktor pre ekosystém Zeme. A preto:

  1. Zásoby paliva nie sú neobmedzené, plyn, uhlie, rašelinu a ropu ťaží človek z hlbín Zeme. Rusko je bohaté na ložiská týchto užitočných zdrojov. Nech je však výrobná plocha akokoľvek obrovská, skôr či neskôr sa všetky zdroje vyčerpajú.
  2. Ťažba nerastov modifikuje všetky systémy planéty. V dôsledku ťažby ľudských zdrojov sa mení topografia, v zemskej kôre sa tvoria dutiny a lomy.
  3. Prevádzkou elektrární sa menia vlastnosti atmosféry, mení sa zloženie ovzdušia, stúpajú emisie skleníkových plynov CO₂, vznikajú ozónové diery.
  4. Vodné elektrárne škodia riekam.V dôsledku činnosti vodných elektrární dochádza k ničeniu riečnych luhov a zaplavovaniu priľahlých oblastí.

Tieto faktory sú príčinou katakliziem a prírodných katastrof. Alternatívna energia má zase tieto výhody:

  1. Šetrné k životnému prostrediu.Pri využívaní obnoviteľných zdrojov sú eliminované emisie škodlivé látky a skleníkových plynov do atmosféry. Nie je ovplyvnená ani litosféra, ani hydrosféra, ani biosféra. Zásoby obnoviteľných zdrojov energie sú takmer nekonečné. Z fyzikálneho hľadiska sa vyčerpajú, keď naša planéta zmizne. Ale kým bude Zem existovať vo vesmíre, budú po nej fúkať vetry a prúdiť rieky, odlivy a odlivy. Nakoniec bude svietiť Slnko.
  2. Úplne bezpečné pre ľudí, žiadne škodlivé emisie.
  3. Je účinný v odľahlých oblastiach, kde nie je možné centralizované zásobovanie energiou. Obnoviteľné zdroje energie v Rusku môžu ľuďom poskytnúť svetlú budúcnosť šetrnú k životnému prostrediu.

Globálny pohľad: prečo sa prechod na obnoviteľné zdroje energie neuskutoční v Rusku?

Odborníci v tejto oblasti sú presvedčení, že v záujme prechodu na obnoviteľné zdroje energie v Rusku je potrebné odstrániť veľké množstvo prekážkami, pretože palivo a jadrové palivo dobre zvládajú svoje hlavné úlohy.

Tradičná palivová energia má množstvo nepochybných výhod, pretože:

  1. Relatívne lacné.Výroba fosílnych palív sa už dostala na dopravný pás. Ľudstvo to robí už niekoľko desaťročí za sebou. Počas takého dlhého obdobia bolo vynájdené efektívne zariadenie, ktoré je široko používané v ťažobnom priemysle. Rozvoj uhlia, ropy a zemného plynu už toľko nestojí. Moderní ľudia majú v tomto odvetví skúsenosti, takže pre ľudí je oveľa jednoduchšie „sledovať vychodené cesty“, ako hľadať nové spôsoby výroby energie. "Načo vymýšľať to, čo už máme?" - takto uvažuje ľudstvo.
  2. Verejnosť Vzhľadom na to, že ťažba fosílnych palív sa vykonáva už mnoho rokov, všetky náklady vyčlenené na túto činnosť sú už uhradené. Náklady na vybavenie na palivovú energiu boli plne splatené. Údržba nie je drahá. Navyše energetické spoločnosti sú stabilným zdrojom pracovných miest. Všetky tieto faktory hrajú tradičnej energetike do karát, a preto je čoraz obľúbenejšia.
  3. Pohodlné použitie Ťažba paliva a výroba energie sú cyklické a stabilné. Ľudia môžu len podporovať fungovanie tohto systému a potom bude poskytovať dobrý príjem.
  4. Dopyt V energetickom priemysle je rozhodujúcim faktorom ekonomická realizovateľnosť. Žiada sa to, čo je lacnejšie a praktickejšie. Medzitým tieto funkcie nie sú vlastné alternatívnym zdrojom.

Všetky uvedené výhody palivovej energie z neho robia favorita v celosvetovej výrobe. Pokiaľ si nebude vyžadovať neodvolateľné finančné investície a bude generovať veľké príjmy, bude konkurentom obnoviteľných zdrojov energie.

Spolu s výhodami výroby paliva existujú aj nevýhody využívania obnoviteľných zdrojov energie.

Ak si preštudujete vyššie uvedené zoznamy, je zrejmé, že palivová energia je sľubnejšia, zatiaľ čo alternatívna energia sa len snaží „postaviť na nohy“ a na jej rozvoj je potrebné prekonať veľa prekážok.

Záver

Alternatívna energia je stále nedokonalá, a preto nie je veľmi žiadaná. Odborníci v tejto oblasti však dnes chápu, že sľubná budúcnosť Ruska spočíva práve vo využívaní obnoviteľných zdrojov energie. Preto je celý vedecký potenciál štátu zameraný na riešenie problémov spojených s obnoviteľnými zdrojmi energie a odstraňovanie hlavných nevýhod alternatívnej energie.

V posledných desaťročiach boli v globálnom energetickom sektore pozorované kvalitatívne zmeny z ekonomických, politických a technologických dôvodov. Jedným z hlavných trendov je pokles spotreby palivových zdrojov – ich podiel na celosvetovej výrobe elektriny za posledných 30 rokov klesol zo 75 % na 68 % v prospech využívania obnoviteľných zdrojov (nárast z 0,6 % na 3,0 % %).

Vedúcimi krajinami v rozvoji výroby energie z netradičných zdrojov sú Island (obnoviteľné zdroje energie tvoria asi 5 % energie, využívajú sa najmä geotermálne zdroje), Dánsko (20,6 %, hlavným zdrojom je veterná energia), Portugalsko ( 18,0 %, hlavnými zdrojmi sú vlny, slnečná a veterná energia, Španielsko (17,7 %, hlavným zdrojom je solárna energia) a Nový Zéland (15,1 %, využíva sa najmä geotermálna a veterná energia).

Najväčšími svetovými spotrebiteľmi obnoviteľnej energie sú Európa, Severná Amerika a ázijské krajiny.

Čína, USA, Nemecko, Španielsko a India majú takmer tri štvrtiny svetovej flotily veterných elektrární. Medzi krajinami, ktoré sa vyznačujú najlepším rozvojom malých vodných elektrární, zaujíma vedúcu pozíciu Čína, na druhom mieste je Japonsko a na treťom Spojené štáty. Prvú päťku dopĺňa Taliansko a Brazília.

V celkovej štruktúre inštalovaného výkonu solárnych energetických zariadení vedie Európa, nasledovaná Japonskom a USA. Vysoký potenciál pre rozvoj solárnej energie má India, Kanada, Austrália, ale aj Južná Afrika, Brazília, Mexiko, Egypt, Izrael a Maroko.

Spojené štáty si udržiavajú svoje vedúce postavenie v geotermálnom energetickom priemysle. Potom prídu Filipíny a Indonézia, Taliansko, Japonsko a Nový Zéland. Geotermálna energia sa aktívne rozvíja v Mexiku, Strednej Amerike a na Islande – kde 99 % všetkých nákladov na energiu pokrývajú geotermálne zdroje. Viaceré vulkanické zóny majú sľubné zdroje prehriatej vody vrátane Kamčatky, Kurilských, japonských a filipínskych ostrovov a rozsiahlych oblastí Kordiller a Ánd.

Podľa mnohých odborných posudkov sa svetový trh s obnoviteľnou energiou bude naďalej úspešne rozvíjať a do roku 2020 bude podiel obnoviteľných zdrojov energie na výrobe elektriny v Európe približne 20 % a podiel veternej energie na výrobe elektriny vo svete bude byť asi 10 %.

  1. Využívanie obnoviteľných zdrojov energie v Rusku

Rusko zaujíma jedno z popredných miest v globálnom systéme obehu energetických zdrojov, aktívne sa podieľa na globálnom obchode s nimi a na medzinárodnej spolupráci v tejto oblasti. Postavenie krajiny na globálnom trhu s uhľovodíkmi je obzvlášť významné. Krajina zároveň prakticky nemá zastúpenie na globálnom energetickom trhu založenom na obnoviteľných zdrojoch energie.

Celkový inštalovaný výkon elektrární a elektrární využívajúcich obnoviteľné zdroje energie v Rusku v súčasnosti nepresahuje 2 200 MW.

Pri využívaní obnoviteľných zdrojov energie sa ročne nevyrobí viac ako 8,5 miliardy kWh elektrickej energie, čo je menej ako 1 % z celkovej výroby elektriny. Podiel obnoviteľných zdrojov energie na celkovom objeme dodanej tepelnej energie je najviac 3,9 %.

Štruktúra výroby energie na báze obnoviteľných zdrojov energie v Rusku sa výrazne líši od globálnej. V Rusku sa najaktívnejšie využívajú zdroje tepelných elektrární využívajúcich biomasu (podiel na výrobe elektriny je 62,1 %, na výrobe tepelnej energie - minimálne 23 % v tepelných elektrárňach a 76,1 % v kotolniach), pričom celosvetová úroveň využitie biotermálnych elektrární je 12 %. V Rusku sa zároveň nevyužívajú takmer žiadne zdroje veternej a slnečnej energie, ale približne tretina výroby elektriny pochádza z malých vodných elektrární (oproti 6 % vo svete).

Svetové skúsenosti ukazujú, že prvotný impulz pre rozvoj obnoviteľnej energie, najmä v krajinách bohatých na tradičné zdroje, by mal dať štát. V Rusku neexistuje prakticky žiadna podpora tohto odvetvia energetického priemyslu.

Obnoviteľné zdroje energie (OZE) sú tie zdroje, ktoré môže človek využiť bez toho, aby spôsobil škodu životné prostredie.

Energia využívajúca obnoviteľné zdroje sa nazýva „alternatívna energia“ (vo vzťahu k tradičným zdrojom – plyn, ropné produkty, uhlie), čo znamená minimálne poškodenie životného prostredia.

Výhody využívania obnoviteľných zdrojov energie (OZE) sú spojené so životným prostredím, reprodukovateľnosťou (nevyčerpateľnosťou) zdrojov, ako aj možnosťou získavania energie na ťažko dostupných miestach, kde žije obyvateľstvo.

Medzi nevýhody obnoviteľných zdrojov energie často patrí nízka účinnosť technológií výroby energie využívajúcich takéto zdroje (v súčasnosti), nedostatočná kapacita priemyselnej spotreby energie, potreba veľkých plôch na pestovanie „zelených plodín“, prítomnosť zvýšeného hluku a úrovne vibrácií (pre veternú energiu), ako aj ťažkosti pri ťažbe kovov vzácnych zemín (pre slnečnú energiu).

Využívanie obnoviteľných zdrojov energie súvisí s lokálnymi obnoviteľnými zdrojmi a vládnymi politikami.

Medzi úspešné príklady patria geotermálne elektrárne poskytujúce energiu, kúrenie a teplú vodu do islandských miest; solárne akumulátorové farmy v Kalifornii (USA) a SAE; „farmy“ veternej energie v Nemecku, USA a Portugalsku.

Na výrobu energie v Rusku, berúc do úvahy skúsenosti s používaním, územiami, klímou a dostupnosťou obnoviteľných zdrojov energie, sú najsľubnejšie: vodné elektrárne s nízkym výkonom, solárna energia (obzvlášť sľubná v južnom federálnom okruhu) a veterná energia (Pobrežie Baltského mora, Južný federálny okruh).

Perspektívnym zdrojom obnoviteľnej energie, ktorý si však vyžaduje odborný technologický rozvoj, je domový odpad a metánový plyn produkovaný v skladovacích priestoroch.

Donedávna sa rozvoju využívania obnoviteľných zdrojov energie v ruskej energetickej politike venovala z viacerých dôvodov, predovšetkým kvôli obrovským zásobám tradičných energetických surovín, relatívne malá pozornosť. V posledných rokoch sa situácia začala citeľne meniť. Potreba bojovať za lepšie životné prostredie, nové príležitosti na zlepšenie kvality života ľudí, účasť na globálnom rozvoji vyspelých technológií, túžba zvýšiť energetickú efektívnosť ekonomického rozvoja, logika medzinárodnej spolupráce – tieto a ďalšie úvahy prispeli k zintenzívnenie národného úsilia o vytvorenie ekologickejšej energie a prechod na nízkouhlíkové hospodárstvo.

Objem technicky dostupných obnoviteľných zdrojov energie v Ruskej federácii je minimálne 24 miliárd ton štandardného paliva.

Ľudstvo sa už dávno naučilo vyrábať obnoviteľnú (regeneratívnu) energiu pomocou sily riek. Koncom dvadsiateho storočia sa však v dôsledku energetickej krízy, rýchleho poklesu zásob plynu a zhoršovania životného prostredia objavila otázka využitia iných zdrojov v životnom prostredí. Vďaka vývoju vedcov je možné získavať energiu zo slnka, vetra, prílivu a odlivu a geotermálnych vôd.

Zaujímavé! Celosvetovo 18 % energie pochádza z obnoviteľných zdrojov, z čoho drevo tvorí 13 %.

Vyplýva to z údajov poskytnutých magazínu Forbes Medzinárodná agentúra Podľa obnoviteľnej energie IRENA bol do roku 2015 podiel takto vyrobenej energie vo svete približne 60 %. V budúcnosti, do roku 2030, sa obnoviteľné zdroje energie stanú lídrami vo výrobe elektriny, čím sa využitie uhlia posunie na druhé miesto.

Vodná energia sa vyrába už veľmi dlho, no nové typy obnoviteľných zdrojov energie, ako vietor, geotermálna voda, slnko, príliv a odliv, sa začali využívať len nedávno - asi 30-40 rokov. V roku 2014 bol podiel vodnej energie 16,4 %, slnečnej a veternej energie – 6,3 % a v budúcnosti do roku 2030 sa tieto podiely môžu vyrovnať.

IN európske krajiny a USA je ročný nárast výroby veternej energie približne 30 % (196 600 MW). V Nemecku, Španielsku a USA je fotovoltaická metóda široko používaná. Kalifornská geotermálna elektráreň produkuje 750 MW ročne.

Zaujímavé! Dánske veterné elektrárne poskytovali v roku 2015 42 % energie a v budúcnosti, do roku 2050, sa plánuje dosiahnutie projektovanej 100 % produkcie „zelenej energie“ a úplné opustenie fosílnych zdrojov.

Príklady obnoviteľných zdrojov energie

Využívanie obnoviteľných zdrojov energie pomôže vyriešiť energetické problémy v oblastiach so zlými environmentálnymi podmienkami. Poskytnite elektrickú energiu do vzdialených a ťažko dostupných oblastí bez použitia elektrického vedenia. Takéto zariadenia umožnia decentralizovať dodávky energie v oblastiach, kde dodávka paliva nie je ekonomicky životaschopná. Väčšina pripravovaných projektov sa týka autonómnych zdrojov energie fungujúcich na surovinách, ako sú netradičné obnoviteľné zdroje energie získavané z biomasy, rašeliny, živočíšnych a ľudských odpadov a odpadu z domácností.

AES boli aktívne vyvinuté v USA, Kanade, na Novom Zélande a v Južnej Afrike. Takéto zdroje energie využívajú čínski, indickí, nemeckí, talianski a škandinávski spotrebitelia. V Rusku tento priemysel ešte nedosiahol priemyselnú úroveň, takže využitie regeneračnej energie je veľmi nízke.

Planéta dokáže využívať viac ako len obnoviteľné zdroje energie poskytované prírodnými zdrojmi. V súčasnosti sa vyvíjajú technológie na výrobu termonukleárnej a vodíkovej energie. Podľa nedávnych štúdií sú mesačné zásoby izotopu hélia-3 obrovské, takže teraz prebiehajú prípravy na dodanie tohto paliva v skvapalnenej forme. Podľa výpočtov ruského akademika E. Alimova (RAS) dva raketoplány stačia na zásobovanie elektrinou pre celú planétu na celý rok.

Obnoviteľné zdroje energie v Rusku

Na rozdiel od svetového spoločenstva, kde sa „zelená energia“ úspešne využíva už dlho, v Rusku sa tejto problematike venovali pomerne nedávno. A kým vodná energia dlhodobo dodáva elektrinu mestám a obciam, regeneračné zdroje sa považovali za neperspektívne. Po roku 2000 sa však v dôsledku zhoršovania environmentálnej situácie, znižovania prírodných zdrojov a iných nemenej dôležitých faktorov ukázalo, že je potrebné rozvíjať alternatívne zdroje výroby energie.

Najsľubnejším smerom je vývoj zariadení, ktoré priamo premieňajú slnečné žiarenie na elektrickú energiu. Používajú fotobatérie na báze monokryštálov, polykryštálov a amorfného kremíka. Elektrina sa vyrába aj rozptýlená slnečné svetlo. Výkon je možné upraviť odstránením alebo pridaním modulov. Prakticky nespotrebúvajú energiu, sú automatizované, spoľahlivé, bezpečné a dajú sa opraviť.

Na rozvoj obnoviteľných zdrojov energie v Dagestane, Rostovskom regióne, Stavropolskom a Krasnodarskom regióne boli nainštalované a fungujú slnečné kolektory, ktoré spotrebiteľom poskytujú autonómnu energiu.

Zaujímavé! 1 m 2 solárneho kolektora ušetrí až 150 kg štandardného paliva ročne.

V Rusku vyrába elektrina na báze veternej energie až 20 000 MW. Použitie takýchto zariadení s priemernou rýchlosťou vetra 6 m/s a výkonom 1 MW ušetrí 1000 ton štandardného paliva ročne. Na základe vedeckých údajov teraz prebieha vývoj a do prevádzky sa uvádzajú energetické komplexy. Využitie obnoviteľných zdrojov energie, ako je vietor, je však v Rusku zložité. Podľa zákona prijatého v roku 2008 musia veterné turbíny používať veľmi pevné základy a cesty vedúce k výstavbe musia byť dobre vydláždené. Napríklad v európskych krajinách a USA sa používa základný náter.

Zaujímavé! Ak sa zariadenia používajú v regióne Tyumen, Magadan, Kamčatka a Sachalin, potom sa z 1 štvorcového kilometra môže zhromaždiť 2,5 až 3,5 milióna kWh. To je v súčasnosti 200-krát vyššia spotreba energie.

K dnešnému dňu boli na Kamčatke postavené a fungujúce geotermálne elektrárne, Kurilské ostrovy. Tri moduly Verkhne-Mutnovskaya GeoTPP (Kamčatka) vyrábajú 12 MW, dokončuje sa výstavba Mutnovskaya GeoTPP pre 4 bloky, ktoré vyrobia 100 MW. V budúcnosti je možné v tejto oblasti využívať geotermálnu vodu na výrobu 1000 MW, plus oddelená voda a kondenzát môžu vykurovať budovy.

V krajine je už 56 preskúmaných ložísk, v ktorých môžu vrty denne vyprodukovať viac ako 300-tisíc metrov kubických geotermálnej vody.

Perspektívy rozvoja výroby energie z prílivu a odlivu

V roku 1968 na polostrove Kola fungovala prvá experimentálna prílivová elektráreň na svete s výkonom 450 kW/h. Na základe práce tohto projektu bolo rozhodnuté pokračovať vo vývoji prílivových elektrární v Rusku ako perspektívnych obnoviteľných zdrojov energie na pobreží Tichého a Severného ľadového oceánu. Výstavba sa začala na území Chabarovska v TPP Tugurskaja, ktorej projektovaná kapacita bude 6,8 milióna kW. Mezenskaya TPP sa stavia v Bielom mori s projektovanou kapacitou 18,2 milióna kW. Takéto inštalácie sa teraz vyvíjajú a inštalujú pre čínskych, kórejských a indických spotrebiteľov. Alternatívne zariadenia na prílivovú energiu sú zobrazené aj na prvom obrázku tohto článku.