22 удивительных проекта альтернативной энергетики | Технологии
Сможет ли человечество в ближайшем будущем полностью перейти на экологически чистую возобновляемую энергию?
В последнее время спрос на более экологичные и безопасные источники энергии только растет. Солнце, вода, биотопливо, волны, приливы и отливы, даже тепло, исходящее от почвы — все это альтернатива невозобновляемой энергии.
В этой подборке собраны самые потрясающие проекты в области возобновляемой энергетики, разработанные за несколько последних десятилетий. О существовании многих из них вы даже не догадывались.
1. Ivanpah
1/5
Эта солнечная тепловая электростанция находится в пустыне Мохаве в Калифорнии, неподалеку от Лас-Вегаса. На площади в 1, 4 тыс. га располагаются 173,5 тыс. гелиостатов, которые направляют солнечную энергию к резервуарам, стоящим на трех башнях электростанции. Строительством занималась компания Bechtel, а собственниками являются NRG Solar (NYSE: NRG), Google (NASDAQ: GOOG) и BrightSource Energy ( NASDAQ: BRSE). На данный момент это крупнейший в мире проект в области солнечной энергетики.2. Ouarzazate
1/5
Так с высоты птичьего полета выглядит солнечная станция Ouarzazate, расположенная неподалеку от города Уарзазат в Марокко. Эта самая большая солнечная электростанция в мире, работающая по принципу фотовольтаики (метод выработки электрической энергии путем использования фоточувствительных элементов для преобразования солнечной энергии в электричество — прим. ред.). Она использует всю мощь солнца Сахары.
3. Офис компании AGL в Доклендсе
1/5
В Доклендсе, пригороде Мельбурна в Австралии, находится офис компании AGL Energy (ASX: AGK). На крыше офисного здания размещены солнечные панели, которые занимают 20 тыс. м² и производят около 110 тыс. КВт энергии в год.
4. Vegas sunshine
1/5
Солнечные панели 15-мегаваттной электростанции Solar Array II раскинулись на 40 га территории авиабазы ВВС США Неллис в Лас-Вегасе, штат Невада. Департамент обороны объединил Solar Array II с 13-мегаваттной Nellis Solar Star в 2007 году, и сейчас эта система считается самой большой фотовольтаической станцией на военных базах США.
5. Панельные дома с фотоэлементами
1/5
Фотоэлементы покрывают 426 м² южного фасада многоквартирного жилого дома в Берлине. Они заменяют обычные фасадные плиты и производят в год около 25 тыс. КВт электричества, которое поступает на нужды общего пользования.
6. PS10
1/5
PS10 в Санлукар-ла-Майор в провинции Севилья в Испании была первой коммерческой солнечной электростанцией башенного типа. Ее стройкой занималась компания Solucar. Станция может обеспечить электроэнергией до 6 тыс. домов.
7. Небольшая семейная гидроэлектростанция
1/5
Члены семьи Шнайдер (основатели Natel Energy) установили маленькую ГЭС на оросительном канале в Мадрасе, штат Орегон. Небольшая станция производит электричество с помощью гидромотора Schneider. Впоследствии Apple (NASDAQ: AAPL) выкупила у семьи первую в своем роде разработку, чтобы обеспечить энергией один из своих дата-центров.8. Геотермальная станция ICE
1/5
На фото видны охладительные башни геотермальной электростанции, принадлежащей Costa Rican Electricity Institute, государственной энергетической компании из Коста-Рики. В 2015 году компании на протяжении 80 дней удавалось обеспечивать всех граждан страны электричеством с помощью возобновляемых источников энергии: воды, ветра, солнца и геотермальной энергии.
9. Наземные ветровые электростанции
1/5
В 2015 году в США было установлено рекордное количество ветровых электростанций. San Gorgonio Pass (на фото) — одна из трех ключевых подобных станций в Калифорнии. Она состоит из более чем 3 тыс. ветровых турбин.
10. Морские ветровые электростанции
1/5
Европа — мировой лидер в области строительства ВЭС на берегу моря, а London Array — самая большая в мире морская ветровая электростанция, расположенная примерно в 20 км от побережья графств Кент и Эссекс в Англии. Она была запущена 8 апреля 2013 года. Ее максимальная мощность, обеспечиваемая с помощью 175 турбин, равняется 630 МВт. Этого достаточно, чтобы удовлетворить нужды 500 тыс. домов.
1/5
11. АК-1000
1/5
АК-1000 — одна из крупнейших в мире электростанций, использующих энергию приливов и отливов. Ее высота составляет 22 метра, а вес — 130 тонн. Сейчас электростанция проходит испытание на берегах графства Оркни в Шотландии. Когда проект MeyGen будет завершен, она будет производить 398 МВт электроэнергии. Этого достаточно, чтобы обепечить электричеством 200 тыс. домов или половину Шотландии.
12. Энергия из глубин
1/5
Геотермальные станции получают тепло из недр земли. К ним относится, например, Salton Sea в городе Калипатрия, штат Калифорния, расположенная неподалеку от южного края разлома Сан-Андреас.
13. Nesjavellir
1/5
Геотермальная электростанция Nesjavellir (NGPS) — вторая по величине в Исландии. Она находится неподалеку от долины Тингведлир и вулкана Хейнгидль.
14. Krafla
1/5
Кроме того, в Исландии есть 60-мегаваттная геотермальная станция Krafla, расположенная близ вулкана Крабла и функционирующая за счет более чем 30 скважин.
15. Энергия сточных вод
1/5
Один из дата-центров США полностью обеспечивает себя электроэнергией с помощью возобновляемых источников, превращая биогаз со станции очистки сточных вод в электричество и воду. Совместный пилотный проект Siemens (XETRA: SIE), Microsoft (NASDAQ: MSFT) и FuelCell Energy (NASDAQ: FCEL) был введен в эксплуатацию в 2014 году.16. Преобразователь энергии морских волн Pelamis
1/5
Преобразователь энергии морских волн Pelamis — разработка компании Pelamis Wave Power. Для получения электроэнергии эта технология использует движение поверхностных волн океана. Установка по форме напоминает змею и состоит из соединенных между собой секций, которые прогибаются под действием энергии волны и таким образом производят электричество.
17. TidGen
1/5
Электростанция TidGen компании Ocean Renewable Power (NASDAQ: OPTT) предназначена для выработки экологически чистой электроэнергии в местах с сильным приливом и на глубоких участках рек. Блок с четырьмя турбинами закрепляется на дне океана с помощью фиксированной нижней опорной рамы, либо с помощью особой поверхностной системы швартовки — в зависимости от условий местонахождения установки.18. SeaGen
1/5
SeaGen — первая в мире коммерческая приливная электростанция, расположенная в заливе Странгфорд-Лох в Северной Ирландии. Она была введена в эксплуатацию в 2008 году. Станция способна обеспечить электричеством около 1,5 тыс. домов. Энергия генерируется на протяжении 20 часов в день с помощью двух больших подводных роторов, приводимых в движение сильными потоками воды.
1/5
19. Azura
1/5
Azura — это волновая установка, которая в настоящий момент проходит испытания на полигоне ВМС США на Гавайях. В отличие от других схожих установок, Azura получает энергию как из вертикального, так и из горизонтального движения волны и может производить до 20 КВт электроэнергии.
20. WS-4
1/5
На небольшой платформе установлены четыре вертикальных ветряка WindSide WS-4B. Конструкция находится на радарной станции Да Цзиньшань в Китае. WS-4B пригодна для работы в очень ветреных местах, где требуется не слишком много электроэнергии.
21. Ветряки нового поколения
1/5
Почти 5 тыс. небольших вертикальных ветряков различного типа установлены на ветровой электростанции Altamont Pass, которая располагается неподалеку от горы Диабло в Северной Калифорнии. Это одна из самых старых электростанций подобного типа в США.
1/5
22. Год спирали
1/5
Эта компактная ветровая турбина была разработана Государственным университетом Кливленда для профессионального бейсбольного клуба Кливленд Индианс и с 2012 по 2013 год обеспечивала электричеством стадион Прогрессив-филд.
1/5
Альтернативные источники энергии — Энергетика и промышленность России — № 3 (31) март 2003 года — WWW.EPRUSSIA.RU
Газета «Энергетика и промышленность России» | № 3 (31) март 2003 года
На пороге ХХI века человек все чаще и чаще стал задумываться о том, что станет основой его существования в новой эре. Энергия была и остается главной составляющей жизни человека. Она дает возможность создавать различные материалы, является одним из главных факторов при разработке новых технологий. Попросту говоря, без освоения различных видов энергии человек не способен полноценно существовать. Homo Sapiens прошел путь от первого костра до атомных электростанций, освоил добычу основных традиционных энергетических ресурсов — угля, нефти и газа, научился использовать энергию рек, освоил «мирный атом», но все активнее обсуждаются вопросы использования новых нетрадиционных, альтернативных видов энергии. По оценкам специалистов, мировые ресурсы угля составляют 15, а по неофициальным данным 30 триллионов тонн, нефти — 300 миллиардов тонн, газа — 220 триллионов кубометров. Разведанные запасы угля составляют 1685 миллиардов тонн, нефти — 137 миллиардов тонн, газа — 142 триллионов кубометров. Почему же наблюдается тенденция к освоению альтернативных видов энергии, при таких, казалось бы, внушительных цифрах, при том, что в последние годы в шельфовых зонах морей открыты огромные запасы нефти и газа? Есть несколько ответов на этот вопрос. Во-первых, непрерывный рост промышленности как основного «клиента» энергетической отрасли. Существует точка зрения, что при нынешней ситуации запасов угля хватит примерно на 270 лет, нефти на 35-40 лет, газа на 50 лет. Во-вторых, необходимость значительных финансовых затрат на разведку новых месторождений, так как часто эти работы связаны с организацией глубокого бурения (в частности, в морских условиях) и другими сложными и наукоемкими технологиями. И, в третьих, экологические проблемы, связанные с добычей энергетических ресурсов. Склады нефтепродуктов и окружающие их территории подчас напоминают «города мертвых», а кадры кинохроники о плавающих в нефтяной пленке морских птицах и животных тревожат не только Greenpeace.Но существуют и «традиционные» виды альтернативной энергии. Это энергия Солнца и ветра, энергия морских волн, приливов и отливов. Есть проекты преобразования в электроэнергию газа, выделяющегося на мусорных свалках, а также из навоза на звероводческих фермах. Основным видом «бесплатной» неиссякаемой энергии по справедливости считается Солнце. В Солнце сосредоточено 99, 886% всей массы Cолнечной системы. Солнце ежесекундно излучает энергию в тысячи миллиардов раз большую, чем при ядерном взрыве 1 кг U235 .
Солнце — неисчерпаемый источник энергии — ежесекундно дает Земле 80 тысяч миллиардов киловатт, то есть в несколько тысяч раз больше, чем все электростанции мира. Нужно только уметь пользоваться им. Например, Тибет — самая близкая к Солнцу часть нашей планеты — по праву считает солнечную энергию своим богатством. На-сегодня в Тибетском автономном районе Китая построено уже более пятидесяти тысяч гелиопечей. Солнечной энергией отапливаются жилые помещения площадью 150 тысяч квадратных метров, созданы гелиотеплицы общей площадью миллион квадратных метров.
Хотя солнечная энергия и бесплатна, получение электричества из нее не всегда достаточно дешево. Поэтому специалисты непрерывно стремятся усовершенствовать солнечные элементы и сделать их эффективнее. Новый рекорд в этом отношении принадлежит Центру прогрессивных технологий компании «Боинг». Созданный там солнечный элемент преобразует в электроэнергию 37 процентов попавшего на него солнечного света.
Это достижение стало возможным, с одной стороны, благодаря использованию двухслойной конструкции. Верхний слой — из арсенаида галлия. Он поглощает излучение видимой части спектра. Нижний слой — из антимонида галлия и предназначен улавливать инфракрасное излучение, которое обычно теряется. С другой стороны, высокая эффективность достигается благодаря специальному покрытию, преломляющему свет и фокусирующему его на активные области солнечной ячейки.
Компактная передвижная электростанция сконструирована германским инженером Хербертом Бойерманом. При собственном весе 500 кг она имеет мощность 4 КВт, иначе говоря, способна полностью обеспечить электротоком достаточной мощности загородное жилье. Это довольно хитроумный агрегат, где энергию вырабатывают сразу два устройства — ветрогенератор нового типа и комплект солнечных панелей. Первый оснащен тремя полусферами, которые (в отличие от обычного ветрового колеса) вращаются при малейшем движении воздуха, второй — автоматикой, аккуратно ориентирующей солярные элементы на светило. Добытая энергия накапливается в аккумуляторном блоке, а тот стабильно снабжает током потребителей.
Глядя вперед, в те времена, когда штат Калифорния будет нуждаться в удобных станциях для подзарядки электробатарей, «Южнокалифорнийская компания Эдисон» планирует начать испытание специальной автостанции для машин, работающих на солнечной энергии, которая в конечном счете должна стать обычной заправочной станцией со множеством парковочных мест и различными магазинами. Солнечные панели на крыше станции, расположенной в городе Даймонд-Баре, обеспечат энергию для зарядки электромобилей в течение всего рабочего дня даже зимой. А излишек, получаемый от этих панелей, будет использоваться для нужд самой автостанции. Ожидается, что к 2000 году на дорогах Калифорнии появится около 200000 электромобилей. Возможно, и нам стоит подумать об использовании солнечной энергии в широких масштабах. В частности, в Крыму с его «солнцеобильностью».
На первый взгляд ветер кажется одним из самых доступных и возобновляемых источников энергии. В отличие от Солнца он может «работать» зимой и летом, днем и ночью, на севере и на юге. Но ветер — это очень рассеянный энергоресурс. Природа не создала «месторождения» ветров и не пустила их, подобно рекам, по руслам. Ветровая энергия практически всегда «размазана» по огромным территориям. Основные параметры ветра — скорость и направление — меняются подчас очень быстро и непредсказуемо, что делает его менее «надежным», чем Солнце. Таким образом, встают две проблемы, которые необходимо решить для полноценного использования энергии ветра. Во-первых, это возможность «ловить» кинетическую энергию ветра с максимальной площади. Во-вторых, еще важнее добиться равномерности, постоянства ветрового потока. Вторая проблема пока решается с трудом. Существуют интересные разработки по созданию принципиально новых механизмов для преобразования энергии ветра в электрическую. Одна из таких установок (патент РФ № 1783144, см. рис) порождает искусственный сверхураган внутри себя при скорости ветра в 5 м/с!
В последнее время в некоторых странах снова обратили внимание на те проекты, которые были отвергнуты ранее как малоперспективные. Так, в частности, в 1982 г. британское правительство отменило государственное финансирование тех электростанций, которые используют энергию моря: часть таких исследований прекратилась, часть продолжалась при явно недостаточных ассигнованиях от Европейской комиссии и некоторых промышленных фирм и компаний. Причиной отказа в государственной поддержке называлась недостаточная эффективность способов получения «морского» электричества по сравнению с другими его источниками, в частности — атомными.
В мая 1988 г. в этой технической политике произошел переворот. Министерство торговли и промышленности Великобритании прислушалось к мнению своего главного советника по энергетике Т. Торпа (T. Thorpe), который сообщил, что три из шести имеющихся в стране экспериментальных установок усовершенствованы и ныне стоимость 1 КВт/ч на них составляет менее 6 пенсов, а это ниже минимального уровня конкурентоспособности на открытом рынке. Цена «морской» электроэнергии с 1987 г. снизилась вдесятеро.
Наиболее совершенен проект «Кивающая утка», предложенный конструктором С. Солтером (S. Salter; Эдинбургский университет, Шотландия). Поплавки, покачиваемые волнами, дают энергию стоимостью всего 2,6 пенса за 1 КВтч, что лишь незначительно выше стоимости электроэнергии, которая вырабатывается новейшими электростанциями, сжигающими газ (в Британии это — 2,5 пенса), и заметно ниже, чем дают АЭС (около 4,5 пенса за 1 КВтч).
Следует заметить, что использование источников альтернативных, возобновляемых видов энергии может достаточно эффективно снизить процент выбросов в атмосферу вредных веществ, то есть в какой-то степени решить одну из важных экологических проблем. Энергия моря может с полным основанием быть причисленной к таким источникам.
Энергия малых рек также в ряде случаев может стать источником электроэнергии. Возможно, для использования этого источника необходимы специфические условия (например, речки с сильным течением), но в ряде мест его, где обычное электроснабжение невыгодно, установка мини-ГЭС могла бы решить множество локальных проблем. Бесплотинные ГЭС для речек и речушек уже существуют (см. фото 3). Этот двухметровый агрегат есть не что иное, как бесплотинная ГЭС мощностью в 0,5 КВт. В комплекте с аккумулятором она обеспечит энергией крестьянское хозяйство или геологическую экспедицию, отгонное пастбище или небольшую мастерскую… Была бы поблизости речушка!
Роторная установка диаметром 300 мм и весом всего 60 кг выводится на стремнину, притапливается на придонную «лыжу» и тросами закрепляется с двух берегов. Остальное — дело техники: мультипликатор вращает автомобильный генератор постоянного тока напряжением 14 вольт, и энергия аккумулируется.
Бесплотинная мини-ГЭС успешно зарекомендовала себя на речках Горного Алтая, доработана до уровня опытного образца.
Одним из наиболее необычных видов использования отходов человеческой деятельности является получение электроэнергии из мусора. Проблема городских свалок стала одной из наиболее актуальных проблем современных мегаполисов. Но, оказывается, их можно еще использовать для производства электроэнергии. Во всяком случае именно так поступили в США, в штате Пенсильвания. Когда построенная для сжигания мусора и одновременной выработки электроэнергии для 15000 домов печь стала получать недостаточно топлива, было решено восполнить его мусором с уже закрытых свалок. Вырабатываемая из мусора энергия приносит округу около $ 4000 прибыли еженедельно. Но главное объем закрытых свалок сократился на 78%.
Разлагаясь на свалках, мусор выделяет газ, 50-55 % которого приходится на метан, а 45-50% — на углекислый газ и около одного процента — на другие соединения. Если раньше выделяемый газ просто отравлял воздух, то теперь в США его начинают использовать в качестве горючего в двигателях внутреннего сгорания с целью выработки электроэнергии. Только в мая 1993 года 114 электростанций, работающих на газе от свалок, произвели 344 мегаджоуля электроэнергии. Самая крупная из них, в городе Уиттиер, производит за год 50 мегаджоулей. Станция мощностью 12 мегаватт способна удовлетворить потребность в электроэнергии жителей 20 тысяч домов. По подсчетам специалистов, газа на свалках США хватит для работы небольших станций на 30-50 лет. Не стоит ли и нам задуматься над проблемой вторичного использования мусора? При наличии эффективной технологии мы могли бы сократить количество мусорных «курганов», а заодно значительно пополнить и восполнить запасы энергии, благо «дефицита сырья» для ее производства не предвидится.
Казалось бы, что может быть неприятнее навоза? Много проблем связано с загрязнением водоемов отходами звероводческих хозяйств. Большие количества органического вещества, попадающие в водоемы, способствуют их старению.
Известно, что теплоцентрали — активные загрязнители окружающей среды, свинофермы и коровники — тоже. Однако из этих двух зол можно составить нечто хорошее. Именно это произошло в английском городе Пиделхинтоне, где разработана технология переработки навоза свиней в электроэнергию. Отходы идут по трубопроводу на электростанцию, где в специальном реакторе подвергаются биологической переработке. Образующийся газ используется для получения электроэнергии, а переработанные бактериями отходы — для удобрения. Перерабатывая 70 тонн навоза ежедневно, можно получить 40 киловатт.
Кроме замены традиционных источников энергии альтернативными, существуют проекты по созданию экологически чистых и сбалансированных городов и деревень будущего. Основой для их создания будут служить применение экономичных материалов, а также оптимальный режим использования энергии, который смогут поддерживать с помощью компьютерных программ.
Хранителем домашнего очага и незримым существом в доме, по старинным поверьям, служит теплый домовой. Техническую помощь ему в скандинавских странах, в первую очередь в Швеции, оказывает теперь программно управляемая бытовая теплоцентраль «Аквае 47 ОД». Разработанная шведской фирмой «Электро стандард», эта установка довольствуется скромным местом, скажем, площадью кухни.
Тепловые насосы и узел нагрева воды вмонтированы в нее еще на заводе-изготовителе. Принцип экономного вторичного обогрева таков: из использованного воздуха ванной комнаты, кухни и подсобок тепловая энергия возвращается в систему отопления традиционного типа и утилизируется водогрейным котлом. Дополнительные калории от внешних источников газа или жидкого топлива отбираются на эти цели лишь по мере необходимости. Особые клапаны в наружных стенах, снабженные противопылевым фильтром и входящие в комплект установки, обеспечивают подвод чистого воздуха и равномерную безвытяжную смену его в доме. Это достижение компьютерной теплотехники предназначено прежде всего для односемейных домов, например, для загородных коттеджей; оно сокращает наполовину обычный расход энергии.
В испанском поселке Сант-Джосеп на острове Ивиса сооружается первая в мире экологическая деревня будущего, где поселятся четыреста человек. В проекте участвуют специалисты из всех стран Европы. Чтобы оптимально использовать солнечный свет, «умные» дома сами станут регулировать внутреннюю температуру. Это позволяет как новая технология, так и сами материалы — каркас из алюминия и поликарбоната с огромными застекленными поверхностями, где циркулирует прозрачная жидкость. Получится своеобразный щит, впускающий солнечный свет, но удерживающий тепло. Температура зимой и летом будет одинаковая — 20-22 градуса. Избыток энергии поступит в термический теплонакопитель. Электроэнергию там станут вырабатывать также ветряные мельницы и солнечные батареи, избыток ее опять же сберегут огромные аккумуляторы. Биоочистная установка превратит органические отходы — мусор и сточные воды, в метан, преобразуемый затем в электричество. Структура здания гарантирует сохранность свыше 85 процентов энергии. На гигантской биоферме будут выращивать скот, рыбу, а так же овощи, фрукты и злаки.
Возможно, такие проекты пока невозможно реализовать в значительных масштабах. До серийного производства «умных» экологически чистых домов еще далеко, но уже сейчас реализация некоторых проектов (постройка мини-ГЭС, солнечных, ветровых, мусорных электростанции) вполне реальна.
Как встретишь Новый год, так его и проведешь! Перефразируя это изречение, можно сказать, что как встретишь новую эру, так ее и проведешь. Как же встретит человечество ХХI век: в дыму труб теплостанций или в шелесте «ветряков» на фоне солнечных зеркал? Будет ли оно использовать традиционные ресурсы или перейдет на источники, пополнять которые сможет сама Природа? Ответ не за горами. В любом случае человек должен помнить: какие бы природные ресурсы он ни использовал, делать это надо бережно, помня о тех, кто идет следом.
Как заработать на альтернативных источниках энергии — Сноб
Французский эксперт по альтернативным активам Жеральд Отье переехал в Россию, стал преподавателем в РАНХиГС и начал изучать поведение российских инвесторов. В книге «Из ряда вон! Как зарабатывать на альтернативных инвестициях» (издательство «Интеллектуальная литература») он рассказывает, куда инвестировать, почему это необходимо делать и как оценить всевозможные риски. «Сноб» публикует одну из глав
Фото: Niclas Dehmel/UnsplashВозобновляемые источники энергии относится к классу инфраструктурных активов. Сюда же относится и вся остальная энергетика, а также транспорт, дороги, водоснабжение, аэропорты, телекоммуникации, больницы, депозитарии отходов. Разработка возобновляемых источников энергии активно и успешно развивается во многих странах и по праву считается перспективным активом для инвесторов. Возобновляемые источники энергии основаны на (практически) неисчерпаемых природных ресурсах, таких как солнечный свет, ветер, приливы, геотермальное тепло и биомасса. Рассмотрим их подробнее.
Солнечная энергия. Световое излучение Солнца можно непосредственно преобразовать в электричество с использованием так называемых солнечных панелей, эффективность которых совершенствуется с каждым годом.
Ветровая энергия. Электричество можно вырабатывать, используя кинетическую энергию ветра. Для этого используются ветряные турбины (аэрогенераторы), принцип работы которых напоминает работу ветряных мельниц.
Приливная энергия. Приливно-отливные электростанции работают на том же принципе, что и привычные нам гидроэлектростанции, но вместо течения рек они используют движение воды во время приливов и отливов. Один из аргументов за использование именно таких электростанций состоит в том, что для них не требуется перегораживать реки и затоплять большие территории, тем самым зачастую создавая экологические проблемы.
Геотермальная энергия. Еще один способ получения электричества основан на использовании высокой температуры (около 6000 градусов) ядра Земли. В зонах вулканической активности можно бурить глубокие скважины, из которых перегретые подземные воды выбрасываются наверх в виде смеси пара и воды, движущейся под большим давлением и с большой скоростью. Энергию этих перегретых вод можно использовать напрямую, чтобы приводить в действие турбины электрогенераторов (гидротермальная энергия). Кроме того, можно делать глубокие скважины и при отсутствии подземных вод (петротермальная энергия). С поверхности в эти скважины заливают воду, которая в глубине перегревается и выходит наверх в смеси с паром под большим давлением.
Получение энергии из биомассы. Принцип, основанный на переработке органических отходов или же на получении топлива из зеленой массы сельскохозяйственных культур (чаще всего кукурузы). То и другое ферментируется бактериями, в результате чего образуется горючий газ или спирт, которые можно использовать вместо ископаемого топлива.
Издательство: Интеллектуальная литератураПо данным Международного энергетического агентства, в ближайшие двадцать лет мировое потребление энергии должно увеличиться на 40 процентов, главным образом из-за стремительного экономического роста крупных развивающихся стран, в первую очередь — Индии и Китая. Развитие промышленности требует значительных объемов угля, нефти и газа, однако запасы ископаемого топлива на Земле ограничены; их может не хватить при ожидаемом росте потребления. В связи с этим использование альтернативной энергетики является одной из насущных задач как для правительств крупных экономических держав, так и для компаний, ранее разрабатывавших традиционные источники энергии.
Кроме того, за несколько последних десятилетий общественность осознала опасность глобального потепления. Это побуждает частных лиц, государства и компании переходить на использование энергии из альтернативных источников.
В предстоящие годы инвестиции в возобновляемые источники энергии должны приобрести глобальные масштабы и расти быстрее, чем вложения в традиционную энергетику; нынешние инвесторы могут извлечь из этого немало выгод.
Большинство проектов в данной области требуют значительного начального капитала для создания производственной платформы. После введения этой производственной платформы в действие потребуется уже сравнительно небольшой эксплуатационный капитал. Следовательно, инвестиции на первой стадии проекта более рискованны, чем на его активной стадии. Потенциальный инвестор должны решить, какая стратегия больше подходит лично для него. Экономическая модель таких инвестиций легка для понимания и вполне подходит для инвесторов, стремящихся снизить риск при осуществлении долгосрочных проектов.
Интересы инвесторов
Растущая популярность инвестиций
Инвестиции в альтернативную энергетику отвечают мировым политическим, экономическим и экологическим тенденциям, в частности, переходу от ископаемого топлива на возобновляемые источники энергии. В отчете Международного энергетического агентства говорится, что к 2035 году 60 процентов производства энергии будет основано на возобновляемых источниках, следовательно, в ближайшие 20 лет нужно ожидать бурного развития обсуждаемой области.
Подобными возможностями следует пользоваться. Энергетические компании сейчас испытывают большую нужду в акционерном капитале. Создание новой энергетической инфраструктуры требует на старте значительного вложения средств. Кроме того, кризис 2008 года привел к исчезновению некоторых крупных игроков на финансовом рынке, усилил требования банков к нормативному капиталу (так называемые Базельские стандарты 3 и 4), способствовал ужесточению надзора за банками и изменению путей финансирования. В результате возможности для финансирования инфраструктурных активов со стороны банков сузились. Следовательно, у инвесторов на руках есть хорошие карты, которые можно разыграть прямо сейчас.
Регулярность доходов
Второе преимущество возобновляемых источников энергии — регулярные доходы, поступающие непосредственно на счет инвестора. Такая система хороша и тем, что позволяет точнее оценивать сами активы (не забудьте только про ставку дисконтирования).
Прогнозирование движения денежных средств
Инвестиции в возобновляемую энергию, как правило, обеспечивают стабильный доход, предсказуемый на несколько лет вперед. Покупатели энергии обычно готовы брать на себя обязательства закупок по заранее оговоренной цене на достаточно длительный период. Это обеспечивает стабильный доход даже в периоды нестабильности финансовых рынков.
Предсказуемость доходов в течение нескольких лет позволяет инвесторам совершать следующие сделки с использованием банковского финансирования, которое в некоторых случаях может достигать 90 процентов от общей стоимости активов.
Это означает, что инвесторы могут приобрести такие активы с первоначальным взносом всего 10 процентов от их стоимости. Регулярные денежные потоки от инвестиций позволяют безопасно погасить кредит, после чего вкладчик сможет в полной мере распоряжаться остальными доходами.
Безопасность инвестиций
Инвестиции в альтернативную энергетику сопряжены со значительными рисками лишь на начальном этапе проекта (см. выше). Когда проект уже запущен, эксплуатационные расходы легко рассчитать, а поэтому риск невыполнения обязательств со стороны контрагента очень незначителен. Кроме того, в проектах, связанных с альтернативными источниками энергии, финансовые задолженности перед инвесторами (если они возникают) подлежат погашению в приоритетном порядке, и лишь потом наступает очередь акционеров. Этот принцип обеспечивает инвесторам дополнительную безопасность.
Гарантии со стороны государства
Правительства многих стран уделяют переходу на возобновляемую энергетику пристальное внимание, гарантирующее контроль над выполнением таких проектов. В декабре 2015 года представители 195 государств собрались в Париже для принятия соглашения о кардинальном сокращении выбросов парниковых газов к 2050 году. Одним из результатов этого соглашения было создание или изменение национального законодательства, способствующего развитию альтернативной энергетики. Это означает, что, с одной стороны, производство «зеленой» электроэнергии будет в значительной мере финансироваться из государственного бюджета, а с другой стороны, в законодательстве появляются статьи, накладывающие санкции на производителей энергии, не соблюдающих национальные обязательства. Государственные гарантии реализации проектов по внедрению возобновляемых источников энергии весьма благоприятны для инвесторов, которые благодаря этому не только получают фиксированные нормы прибыльности, но и несут гораздо меньшие риски, чем в случае других инвестиций с эквивалентной доходностью.
Подобная государственная политика отвечает растущему интересу общественности к экологическим вопросам, в том числе к проблемам, связанным с глобальным потеплением. Традиционные поставщики энергии могут в ближайшие годы столкнуться с серьезными проблемами при строительстве новых объектов по старым технологиям вместо перехода на возобновляемые источники энергии.
Снижение издержек производства
Долгое время инвесторы избегали вложений в развитие инфраструктуры, необходимой для производства экологически чистой энергии, именно потому, что стоимость таких проектов была значительно выше, чем в традиционной энергетической отрасли. В последние годы, однако, стоимость производства «зеленой» энергии значительно снизилась. Это особенно относится к солнечным панелям и батареям, стоимость которых за прошедшее десятилетие упала на 60 процентов. За тот же период стоимость одного киловатт-часа ветряной энергии снизилась на 40 процентов. Характерно, что многие нефтяные гиганты сейчас активно инвестируют в альтернативную энергетику: это свидетельствует о серьезных намерениях развивать данную область даже со стороны ее прямых конкурентов. Для частных инвесторов снижение себестоимости является хорошим подтверждением конкурентоспособности новых энергетических проектов.
Курс «Альтернативные источники энергии»
Актуальность | Приостановлено |
---|---|
Стоимость | 19000 руб |
Продолжительность | 72 часа |
Группа | от 8 до 10 человек |
Начало занятий | По мере формирования группы |
Программа направлена на преподавателей вузов технического и физического профиля, а также на специалистов с высшим техническим образованием, специализирующихся в области альтернативных источников энергии.
Происходящие в новом столетии кардинальные изменения в энергообеспечении человечества, связанные с переходом к альтернативной энергетике с использованием возобновляемых источников энергии, делают актуальным разработку образовательных программ, ориентированных на кадровое обеспечение этого направления энергетики. Изучение различных методов и технологий преобразования энергии солнца и ветра в электрический ток становится все более в востребованным как в прикладном, так и научном плане.
В рамках предлагаемой программы слушатели изучают основные альтернативные источники энергии, отличающиеся высокой степенью экологичности, в частности фотоэлектрические и термоэлектрические преобразователи солнечной энергии, а также излагаются основные принципы ветроэнергетики. Значительное место уделяется вопросам физики и технологии тонкопленочных солнечных модулей, как одного из наиболее распространенных и экономически эффективных методов преобразования солнечной энергии. Также в программе рассмотрены базовые принципы построения и мониторинга энергообъектов на основе возобновляемых источников энергии.
Категория слушателей — преподаватели высших учебных заведений технического и физического профиля, специалисты с высшим техническим образованием, работающие в области возобновляемых источников энергии
Форма обучения— с отрывом от производства
Учебный план
№ п/п | Наименование разделов | Всего часов | В том числе | |||
---|---|---|---|---|---|---|
Лекции | Практические и лабораторные занятия | Самостоятельное изучение | Проверка знаний | |||
1 |
Раздел 1. Возобновляемые источники энергии |
16,5 |
16 |
|
0,5 |
|
1.1. |
Основные виды возобновляемых источники энергии |
4 |
4 |
|
|
|
1.2. |
Фотоэлектрические тонкопленочные преобразователи солнечной энергии |
4 |
4 |
|
|
|
1.3. |
Термоэлектрические преобразователи энергии |
4 |
4 |
|
|
|
1.4 |
История, состояние и перспективы ветроэнергетики |
4 |
4 |
|
|
|
2 |
Раздел 2. Физика и технология тонкопленочных солнечных модулей |
25 |
16 |
8 |
1 |
|
2.1. |
Физика аморфного и микрокристаллического кремния |
4 |
4 |
|
|
|
2.2. |
Технологические основы формирования тонкопленочных солнечных модулей на основе полиморфного кремния. |
4 |
4 |
|
|
|
2.3. |
Оптико-физические методы исследования материалов и структур солнечной энергетики |
8 |
4 |
4 |
|
|
2.4. |
Метрология тонкопленочных солнечных модулей и энергоустановок |
8 |
4 |
4 |
|
|
3 | Раздел 3. Базовые принципы построения и мониторинга энергообъектов |
16,5 |
12 |
4 |
0,5 |
|
3.1. |
Оборудование солнечных электростанций. |
8 |
4 |
4 |
|
|
3.2. |
Средства автоматизации солнечных электростанций |
4 |
4 |
|
|
|
3.3. |
Мониторинг работы солнечных электростанций. |
4 |
4 |
|
|
|
4 |
Итоговая аттестация |
14 |
|
|
12 |
2 |
|
Итого: |
72 |
44 |
12 |
12 |
4 |
Контактная информация
Запись на курс
Развитие возобновляемых источников энергии — мировой опыт и российская практика
%PDF-1.5 % 1 0 obj > /Pages 2 0 R /StructTreeRoot 3 0 R /Type /Catalog /Metadata 3 0 R >> endobj 4 0 obj /Title >> endobj 2 0 obj > endobj 3 0 obj > stream
Выработка энергии из «чистых» источников вырастет на 50% всего за пять лет — Российская газета
Мировые объемы электроэнергии, получаемой из возобновляемых источников (ВИЭ), могут вырасти через пять лет на 50%, говорится в докладе Мирового энергетического агентства (МЭА). Это реалистичный прогноз, но рост объемов «зеленой» генерации пока упирается в несовершенство технологий, считают аналитики. В России использование ВИЭ экономически эффективно лишь в районах, географически отдаленных от традиционных источников генерации.
По мнению МЭА, речь идет о росте выработки электроэнергии из ВИЭ (солнце, ветер, биотопливо, геотермальная энергия) на 1200 гигаватт с 2019-го по 2024 год. Такой объем равен всем текущим мощностям США, уточняют в агентстве.
В МЭА считают, что увеличение мощностей на ВИЭ будет обусловлено удешевлением альтернативных источников энергии и госполитикой ряда стран. Заметный рост придется в первую очередь на солнечную энергетику — это 60%. Вопреки общепринятому мнению, главным двигателем внедрения ВИЭ будет коммерческое и промышленное использование, а не установка солнечных батарей на крышах жилых домов.
Несмотря на заявления ряда стран — лидеров «зеленой» электроэнергии (Китай, США, Австралия, Япония, Германия), сейчас выработка ВИЭ не может полностью заместить традиционную генерацию, говорит консультант VYGON Consulting Максим Баранов. По его словам, основные факторы увеличения доли ВИЭ в выработке электроэнергии — это развитие технологий промышленного накопления и хранения энергии (аккумуляторы недолго «живут», утилизировать их вредно для окружающей среды), а также их дороговизна.
«Зеленая» энергетика пока не сможет вытеснить традиционную генерацию
ВИЭ характеризуются непостоянной выработкой электроэнергии, это негативно сказывается на надежности энергоснабжения, указывает ведущий советник департамента по ТЭК и ЖКХ Аналитического центра при правительстве РФ Олег Колобов. Перерывы в электроснабжении отдельных предприятий могут привести к поломке дорогостоящего оборудования и значительным убыткам, это негативно сказывается и на конкурентоспособности предприятий, добавляет аналитик.
В России развитие ВИЭ сейчас поддерживается в первую очередь для освоения технологий, указывает Колобов. Несколько лет назад были утверждены механизмы поддержки ВИЭ на оптовом и розничном рынках электроэнергии, которые создали стимулы для развития отечественного производства оборудования. Наибольшего прогресса пока удалось достигнуть в солнечной энергетике. Кроме того, реализуется дорожная карта Национальной технической инициативы «Энерджинет» для расширения присутствия российских производителей интеллектуальных энерготехнологий на мировом рынке (приоритет — БРИКС и другие развивающиеся страны).
Внутренний потенциал ВИЭ в России на оптовом рынке до 2035 года — максимум 10 гигаватт, говорит Баранов. В России использование ВИЭ экономически эффективно (без господдержки) пока только на изолированных и удаленных территориях, которые снабжаются энергией за счет сжигания завозимых нефтепродуктов, констатирует Колобов. Потенциал мощностей по производству оборудования для ВИЭ в России оценивается до 1,5 гигаватта в год, говорит Баранов. Без спроса внутри России на это оборудование оно будет востребовано на внешних рынках, считает аналитик.
Альтернативные и возобновляемые источники энергии и системы энергообеспечения в сельском хозяйстве
ХАРАКТЕРИСТИКА НАПРАВЛЕНИЯ
Целью научного направления является развитие энергетической базы и систем энергообеспечения сельского хозяйства, обеспечение надежного и устойчивого энергообеспечения сельских потребителей при снижении энергоемкости производства, создание комфортных социально-бытовых условий жизни на селе.
Для достижения поставленной цели сотрудниками подразделений решаются следующие задачи:
— обеспечение экономичного, надежного, устойчивого и безопасного энергоснабжения сельских объектов при снижении аварийных отключений и перерывов в энергоснабжении села в 2-3 раза, повышение уровня безопасной эксплуатации энергетического оборудования (до 50%) и качества электроэнергии;
— разработка перспективных направлений, стратегии развития и создания электрических сетей нового поколения, удовлетворяющих современным условиям распределения электроэнергии сельским потребителям, включая инженерные системы в быту, ЛПХ и фермерских хозяйствах, обеспечивающих экономико-экологические требования;
— разработка новых способов передачи электроэнергии (включая резонансные) сельским потребителям, снижающих затраты на передачу и потери энергии;
— снижение зависимости от централизованного энергоснабжения ряда сельских потребителей посредством самообеспечения энергией на базе собственных и нетрадиционных энергоресурсов с выработкой энергии на местах в соответствии с ресурсами регионов;
— разработка и реализация децентрализованных систем электро- и теплообеспечения и средств малой энергетики с широким использованием электроэнергии, местных и возобновляемых энергоресурсов, отходов сельхозпроизводства;
— разработка и внедрение энергосберегающей интеллектуальной системы теплообеспечения и создания микроклимата в сельхозпомещениях с применением утилизации низкопотенциальной теплоты, геотермальной энергии, термоэлектричества, направленной на создание оптимальных условий среды обитания животных и птицы, позволяющих в максимальной степени реализовать их генетический потенциал и обеспечить максимальную продуктивность при значительном снижении энергоемкости производства.
— разработка и освоение технологий получения биотоплива посредством переработки биомассы, растительных и древесных отходов, отходов животноводства в жидкое, газообразное и твердое топливо, а также получение качественных органических удобрений.
— освоение технологий и средств повышения эффективности и широкого использования возобновляемых источников энергии(ВИЭ) в сельской энергетике, снижающих их стоимость и повышающих КПД.
Перечень выполняемых работ
Разработка энергетической стратегии развития систем и средств энергообеспечения сельских объектов на период до 2030 года.
Разработка интеллектуальных систем и технических средств энерго- и теплообеспечения, электробезопасности и эксплуатационного контроля технического состояния электрооборудования и построения распределительных систем электроснабжения сельских потребителей.
Разработка «умных сетей», включающих в себя комплексы из централизованных сетей и распределенных автономных источников электроснабжения на базе альтернативных источников электроснабжения.
Разработка энергосберегающего вентиляционно-отопительного оборудования с утилизацией теплоты, озонированием и глубокой рециркуляции внутреннего воздуха для обеспечения требуемого микроклимата и экологии в производственных сельскохозяйственных помещениях, включая оборудование для содержания и электрообогрева молодняка животных, устройств дистанционного контроля за их состоянием.
Разработка аккумуляционных электротепловых установок для горячего водо- и парообеспечения и нагрева воздуха, адаптированных для работы по многотарифному учету электроэнергии.
Разработка резонансных методов и систем передачи электрической энергии.
Исследование научно-технических принципов и разработка конструкционных основ преобразования солнечной энергии в теплофотоэлектрических и термодинамических системах в энергию потребительских форматов (электрическую и тепловую).
Новые технологии и конструкции кровельных солнечных (черепиц) для крыш жилых и производственных зданий с возможностью их полного или частичного энергообеспечения.
Исследование и разработка автоматизированной многомодульной теплофотоэлектрической энергосистемы.
Технологии и установки анаэробного сбраживания в биореакторах с предварительной обработкой органических отходов и системы управления процессом их анаэробной биоконверсии.
Разработка интеллектуальной ветроэнергетической установки для работы в условиях регионов с низким ветровым потенциалом
Разработка интеллектуальной автономной установки экстракции пресной воды из атмосферного воздуха для южных районов (в частности Крыма).
Построение интеллектуальной микросети автономного энергообеспечения сельских объектов с разработкой когенерационной микрогазотурбинной установки малой мощности и системы ее дистанционного управления.
В результате проведенных научных исследований только за последние годы разработаны исходные и технические требования, технические задания на 25 электроустановок для различных процессов сельскохозяйственного производства. По 18 разработкам изготовлены действующие образцы; 8 установок успешно прошли государственные приемочные испытания и рекомендованы к производству; ряд оборудования доведен до серийного производства; большинство электроустановок включено в «Проект системы машин и технологий для комплексной механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства на период до 2020 года».
Разработанное по данному направлению электрооборудование неоднократно экспонировалось на различных выставках. Награждено медалями и дипломами.
Структура направления
Отдел электрификации и энергообеспечения АПК
1. Лаборатория электро- и энергообеспечения и электробезопасности
2. Лаборатория электротеплообеспечения и энергосбережения
Отдел возобновляемых источников энергии
3. Лаборатория солнечной энергетики
4. Лаборатория энергетического оборудования на возобновляемых источниках энергии
5. Лаборатория технологических систем применения возобновляемых и альтернативных источников энергии
6. Лаборатория биоэнергетических технологий
Ключевые публикации
1. Д.С. Стребков. Физические основы солнечной энергетики /Под ред. д.т.н. Безруких П.П. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: ФГБНУ ВИЭСХ, 2017.– 192 с.
2. Yuferev, L.; Sokolov, A. Energy-Efficient Lighting System for Greenhouse Plants // In: Handbook of Research on Renewable Energy and Electric Resources for Sustainable Rural Development / Ed. by Kharchenko V., Vasant P. IGI Global, 2018 pp. 204-229. DOI: 10.4018/978-1-5225-3867-7.ch009 SCOPUS
3. Leonid Yuferev (Federal Scientific Agroengineering Center VIM, Russia). The Resonant Power Transmission System. Source Title: Handbook of Research on Renewable Energy and Electric Resources for Sustainable Rural Development. Copyright: 2018 Pages 534-560. DOI: 10.4018/978-1-5225-3867-7.ch022
4. Yu.D. Arbuzov, V.M. Evdokimov, V.A. Majorov, L.D. Saginov, O. Shepovalova. Optimization of design parameters and the light intensity of the semiconductor solar cells internal losses in systems with concentrated radiation. 44 National Solar Conference, April 1, 2015. Energy Procedja 74(2015) 1543-1550. Web of Science
5. Alexei V. Kuzmichyov, Vladimir V. Malyshev, Dmitry A. Tikhomirov. Efficiency of the combined pasteurization of milk using UV and IR irradiation. Журнал Light & Engineering. Volume 19, Number 1, 2011, pp. 74–78.
6. Кузьмичёв А.В., Лямцов А.К., Тихомиров Д.А. Теплоэнергетические показатели ИК облучателей для молодняка животных // Светотехника. 2015. № 3. С. 57-58.
7. Тихомиров Д.А. Энергоэффективные электрические средства и системы теплообеспечения технологических процессов в животноводстве // Вестник ВНИИМЖ.-Вып.4(24). — 2016 г. — с.15-23.
8. Тихомиров Д.А., Тихомиров А.В. Совершенствование и модернизация систем и средств энергообеспечения — важнейшее направление решения задач повышения энергоэффективности сельхозпроизводства // Техника и оборудование для села. 2017. № 11. С. 32-36.
9. Strebkov, D. S. Concentrator Photovoltaic Modules Integrated in Tile [Text] / D. S. Strebkov, O. V. Shepovalova // AIP Conf. Proc. – 2017. – Vol. 1814, 020076. – Technologies and Materials for Renewable Energy, Environment and Sustainability: TMREES16 fall Meeting Conference. Paris, France, 16-18 November 2016. DOI: 10.1063/1.4976295
10. Dr. Olga Shepovalova, dr. Anatoly V. Tikhomirov, dr. Catherine K. Markelova, Viktoria Yu. Ukhanova. Estimation of Solar power systems implementation potential for rural settlements of Russia / 29th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition Rae Convention Exhibition Center Amsterdam The Netherlands, 22-26 September. 2014
11.Strebkov D.S., Nekrasov A.I., Nekrasov A.A. Maintenance of Power Equipment System Based on the Methods of Diagnosis and Control of Technical Condition // Handbook of Research on Renewable Ener-gy and Electric Resourcesfor Sustainable Rural Development / ed. by V. Kharchenko, P. Vasant. — USA, PA, Hershey: IGI Global, 2018. — P. 421–448. — ISBN 9781522538677. — DOI: 10.4018/978-1-5225-3867-7.ch018. — URL: https://www.igi-global.com/gateway/chapter/full-text-pdf/201348
12. Strebkov D.S., Nekrasov A.I., Trubnikov V. Single-Wire Resonant Electric Power Systems for Renewable-Based Electric Grid // Handbook of Research on Renewable Energy and Electric Resourcesfor Sustainable Rural Development / ed. by V. Kharchenko, P. Vasant. — USA, PA, Hershey: IGI Global, 2018. — P. 449–474. — ISBN 9781522538677. — DOI: 10.4018/978-1-5225-3867-7.ch019. — URL: https://www.igi-global.com/gateway/chapter/201348? accesstype= complimentarycopy
13. Y.D. Arbuzov, V.M. Evdokimov, V.A. Majorov, L.D. Saginov, O.V. Shepovalova «Ultimate Open-Circuit Voltage of the Silicon Solar Cells» Proceedings of 29th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exibition. pp. 933 -938. DOI:10.4229/EUPVSEC2014 2014-2AV.2.56 ISBN:3-936338-34-5. SCOPUS
14. Valeriy Kharchenko, Vladimir Panchenko, Pavel V. Tikhonov, Pandian Vasant. Cogenerative PV Thermal Modules of Different Design for Autonomous Heat and Electricity Supply // Handbook of Re-search on Renewable Energy and Electric Resources for Sustainable Rural Development, pages 86 – 119, DOI: 10.4018/978-1-5225-3867-7.ch004 SCOPUS.
15. Arbuzov, Y. D. Ultimate efficiency of Cascade Solar Cells Based on Homogeneous Tunnel-Junction Structures in CPV Systems [Text] / Y. D. Arbuzov, V. M. Evdokimov, O. V. Shepovalova // AIP Conf. Proc. – 2017. – Vol. 1814, 020075. DOI: 10.1063/1.4976294 Web of Science, SCOPUS.
16. Influence of cationic polyacrilamide flocculant on high-solids anaerobic digestion of sewage sludge under thermophilic conditions. Yuri Litti , Anna Nikitina, Dmitriy Kovalev, Artem Ermoshin, Rishi Mahajan , Gunjan Goel & Alla Nozhevnikova Environmental Technology. Pages 1-10 | Received 22 Aug 2017, Accepted 08 Dec 2017, Accepted author version posted online: 14 Dec 2017, Published online: 28 Dec 2017
17. Особенности моделирования процессов передачи тепла и массы и масштабный переход в реакторах производства биогаза. Г.Е. Сахметова, А.М. Бренер, В.В. Дильман, О.С. Балабеков, Д.А. Ковалев. Reports of the national cademy of sciences of the republic of kazakhstan issn 2224-5227 Volume 3, Number 313 (2017), 34 –40
18. Химия биомассы: биотоплива и биопластики / А. Р. Аблаев, В. И. Быков, С. Д. Варфоломеев и др. — Научный мир Москва, 2017. — С. 790
19. Methane production by anaerobic digestion of organic waste from vegetable processing facilities. M. A. Gladchenko, D. A. Kovalev, A. A. Kovalev, Yu. V. Litti and A. N. Nozhevnikova. Applied Biochemistry and Microbiology, 2017 Vol. 53 No 2 pp. 242-249.
20. Effect of cavitational disintegration of surplus activated sludge on methane generation in the process of anaerobic conversion. M. A. Gladchenko, S. D. Razumovskii, D. A. Kovalev, V. P. Murygina, E. G. Raevskaya and S. D. Varfolomeev. Russian Journal of Physical Chemistry B, 2016, Vol. 10, No. 3, pp. 496–503.
21. Study of the process of hydraulic mixing in anaerobic digester of biogas plant. Karaeva J.V., Khalitova G.R., Trakhunova I.A., Kovalev D.A. Inzynieria Chemiczna i Procesowa. 2015. Т. 36. № 1. С. 101-112.
22. Dorzhiev S. S., Bazarova E. G., Morenko K. S. The Features of the Work of Wind-Receiving Devices on Different Speeds of the Wind Flow // Handbook of Research on Renewable Energy and Electric Resources for Sustainable Rural Development / ed. by V. Kharchenko, P. Vasant. — USA, PA, Hershey: IGI Global, 2018. — P. 383–393. — ISBN 9781522538677. — DOI: 10.4018/978- 1- 5225- 3867- 7.ch016.
23. Gusarov V.A. Rer-based microgrid forenvironmentally friendly energy supply in agriculture / Adomavichus V.B., Kharchenko V.V., Vilackas I.Y., Gusarov V.A. // Conference Proceeding. 5th International Conference TAE 2013. Trends in Agricultural Engineering 3 – 5 September, 2013. — Praga, Czech Republic. — С. 51 — 55.
24.Gusarov V.A. Investigation of experimental flat pv thermal module parametres in natural conditions / Kharchenko V.V., Nikitin B.A., Gusarov V.A., Tihonov P.V. // Conference Proceeding. 5th International Conference TAE 2013. Trends in Agricultural Engineering 3 – 5 September, 2013. — Praga, Czech Republic. — С. 309 — 313.
25. Тихомиров А.В., Свентицкий И.И., Маркелова Е.К., Уханова В.Ю. Энергетическая стратегия сельского хозяйства России на период до 2030 года. — М.: ФГБНУ ВИЭСХ, 2015.-76 с.
Объяснение возобновляемой энергии — Управление энергетической информации США (EIA)
Что такое возобновляемая энергия?
Возобновляемая энергия — это энергия из источников, которые восполняются естественным образом, но с ограниченным потоком; возобновляемые ресурсы практически неисчерпаемы по продолжительности, но ограничены по количеству энергии, доступной в единицу времени.
Скачать изображение Потребление первичной энергии в США по источникам энергии, всего в 2019 г. = 100.2 квадриллиона британских тепловых единиц (БТЕ) всего = 11,4 квадриллиона БТЕ 2% — геотермальные источники 9% — солнечные 24% — ветровые 4% — отходы биомассы 20% — биотопливо 20% — древесина 22% — гидроэлектрическая биомасса 43% возобновляемые источники энергии 11% природный газ 32% нефть 37% ядерная энергия 8% уголь 11% Примечание: сумма Компоненты могут не равняться 100% из-за независимого округления. Источник: Управление энергетической информации США, Ежемесячный обзор энергетики, таблицы 1.3 и 10.1, апрель 2020 г., предварительные данныеКакую роль играют возобновляемые источники энергии в Соединенных Штатах?
До середины 1800-х годов древесина была источником почти всех потребностей страны в энергии для отопления, приготовления пищи и освещения.С конца 1800-х годов до сегодняшнего дня ископаемое топливо — уголь, нефть и природный газ — были основными источниками энергии. Гидроэнергетика и древесина были наиболее используемыми возобновляемыми источниками энергии до 1990-х годов. С тех пор объемы и процентные доли от общего потребления энергии в США от биотоплива, геотермальной энергии, солнечной энергии и энергии ветра увеличились, и в 2019 году совокупная процентная доля этих возобновляемых источников энергии была больше, чем совокупная доля древесины и энергии. гидроэнергетика.
Потребление биотоплива, геотермальной, солнечной и ветровой энергии в США в 2019 году было почти в три раза больше, чем в 2000 году.
В 2019 году возобновляемые источники энергии обеспечили около 11,5 квадриллионов британских тепловых единиц (БТЕ) (1 квадриллион — это цифра 1, за которой следуют 15 нулей), что составляет 11,4% от общего потребления энергии в США. На электроэнергетический сектор приходилось около 56% от общего потребления возобновляемой энергии в США в 2019 году, и около 17% от общего объема производства электроэнергии в США приходилось на возобновляемые источники энергии.
Возобновляемые источники энергии могут сыграть важную роль в сокращении выбросов парниковых газов. Использование возобновляемых источников энергии может сократить использование ископаемых видов топлива, которые являются крупнейшими источниками U.S. Выбросы углекислого газа. Управление энергетической информации США прогнозирует, что потребление возобновляемой энергии в США будет продолжать расти до 2050 года.
Последнее обновление: 22 июня 2020 г.
Объяснение биомассы — Управление энергетической информации США (EIA)
Биомасса — возобновляемая энергия растений и животных
Биомасса — это возобновляемый органический материал, получаемый из растений и животных.Биомасса была крупнейшим источником годового потребления энергии в США до середины 1800-х годов. Биомасса продолжает оставаться важным топливом во многих странах, особенно для приготовления пищи и обогрева в развивающихся странах. Использование топлива из биомассы для транспорта и производства электроэнергии расширяется во многих развитых странах в качестве средства предотвращения выбросов углекислого газа в результате использования ископаемого топлива. В 2019 году биомасса обеспечивала почти 5 квадриллионов британских тепловых единиц (БТЕ) и около 5% от общего объема потребления первичной энергии в Соединенных Штатах.
Биомасса содержит накопленную химическую энергию солнца. Растения производят биомассу посредством фотосинтеза. Биомассу можно сжигать непосредственно для получения тепла или преобразовывать в возобновляемое жидкое и газообразное топливо с помощью различных процессов.
- Отходы древесины и деревообработки — дрова, древесные гранулы и щепа, опилки и отходы пиломатериалов и мебельной промышленности, а также черный щелок целлюлозно-бумажных комбинатов
- Сельскохозяйственные культуры и отходы — кукуруза, соя, сахарный тростник, просо, древесные растения и водоросли, а также остатки сельскохозяйственных культур и пищевых продуктов
- Биогенные материалы в твердых бытовых отходах — бумага, изделия из хлопка и шерсти, а также пищевые, дворовые и древесные отходы
- Навоз животных и бытовые сточные воды
Источник: по материалам Национального энергетического образовательного проекта (общественное достояние)
Источник: по материалам Национального энергетического образовательного проекта (общественное достояние)
Преобразование биомассы в энергию
Биомасса преобразуется в энергию посредством различных процессов, в том числе
- Прямое сжигание (сжигание) с выделением тепла
- Термохимическая конверсия для производства твердого, газообразного и жидкого топлива
- Химическая переработка для производства жидкого топлива
- Биологическая конверсия для производства жидкого и газообразного топлива
Прямое сжигание — наиболее распространенный метод преобразования биомассы в полезную энергию.Всю биомассу можно сжигать непосредственно для обогрева зданий и воды, для получения тепла в промышленных процессах и для выработки электроэнергии в паровых турбинах.
Термохимическая конверсия биомассы включает пиролиз и газификацию . Оба являются процессами термического разложения, в которых исходные материалы биомассы нагреваются в закрытых емкостях под давлением, называемых газификаторами и , при высоких температурах. В основном они различаются температурами процесса и количеством кислорода, присутствующего в процессе конверсии.
- Пиролиз включает нагрев органических материалов до 800–900 o F (400–500 o C) при почти полном отсутствии свободного кислорода. При пиролизе биомассы производятся такие виды топлива, как древесный уголь, бионефть, возобновляемое дизельное топливо, метан и водород.
- Гидроочистка используется для обработки бионефти (производимой методом быстрого пиролиза ) водородом при повышенных температурах и давлениях в присутствии катализатора для производства возобновляемого дизельного топлива, возобновляемого бензина и возобновляемого реактивного топлива.
- Газификация включает нагрев органических материалов до 1400–1700 o F (800–900 o C) с нагнетанием контролируемых количеств свободного кислорода и / или пара в емкость для получения газа, богатого монооксидом углерода и водородом, называемого синтез-газом. или синтез-газ . Синтез-газ можно использовать в качестве топлива для дизельных двигателей, для отопления и для выработки электроэнергии в газовых турбинах. Его также можно обработать, чтобы отделить водород от газа, и водород можно сжигать или использовать в топливных элементах.Синтез-газ может быть дополнительно переработан для производства жидкого топлива с использованием процесса Фишера-Тропша.
Процесс химического преобразования, известный как переэтерификация , используется для преобразования растительных масел, животных жиров и жиров в метиловые эфиры жирных кислот (FAME), которые используются для производства биодизельного топлива.
Биологическое преобразование включает ферментацию для преобразования биомассы в этанол и анаэробное сбраживание для получения возобновляемого природного газа. Этанол используется в качестве автомобильного топлива.Возобновляемый природный газ — также называемый биогазом или биометаном — производится в анаэробных варочных котлах на очистных сооружениях, а также на молочных и животноводческих предприятиях. Он также образуется на свалках твердых отходов и может улавливаться ими. Правильно очищенный возобновляемый природный газ используется так же, как ископаемый природный газ.
Исследователи работают над способами улучшения этих методов и разработки других способов преобразования и использования большего количества биомассы для получения энергии.
Сколько биомассы используется для получения энергии?
В 2019 году биомасса обеспечила почти 5 квадриллионов британских тепловых единиц (БТЕ), что составляет около 5% от общего объема потребления первичной энергии в Соединенных Штатах.Из этих 5% около 46% приходилось на древесину и древесную биомассу, 45% приходилось на биотопливо (в основном этанол) и 9% приходилось на биомассу в городских отходах.
Суммы в триллионах британских тепловых единиц (ТБТЕ) и процентные доли от общего потребления энергии биомассы в США по секторам потребления в 2019 году составили
На промышленный и транспортный сектор приходится наибольшая доля энергии с точки зрения содержания энергии и наибольшая процентная доля от общего годового потребления биомассы в США.В деревообрабатывающей и бумажной промышленности биомасса используется в теплоэлектроцентралях для производства тепла и электроэнергии для собственных нужд. На жидкое биотопливо (этанол и дизельное топливо на основе биомассы) приходится большая часть потребления биомассы транспортным сектором.
В жилом и коммерческом секторах для отопления используются дрова и древесные гранулы. Коммерческий сектор также потребляет, а в некоторых случаях продает возобновляемый природный газ, произведенный на муниципальных очистных сооружениях и на свалках отходов.
В электроэнергетике используются отходы древесины и биомассы для производства электроэнергии для продажи другим секторам.
Последнее обновление: 28 августа 2020 г.
Как поддержать развитие альтернативных источников энергии | Home Guides
Большая часть энергии в Соединенных Штатах вырабатывается за счет сжигания ископаемых видов топлива, таких как уголь, нефть или природный газ, которые выделяют углекислый газ в воздух и способствуют глобальному потеплению.Существуют экологически чистые альтернативы, такие как солнечная, ветровая, геотермальная и гидроэнергетика, но крупномасштабное производство сдерживается стоимостью и технологиями. Согласно данным Управления энергетической информации США, опрос Gallup 2009 года показал, что 77 процентов американцев выступают за увеличение доступности альтернативных источников энергии, но при этом только 8 процентов энергии в стране поступало из возобновляемых источников в этом году, согласно данным Управления энергетической информации США (см. Ссылки 1). Будьте частью решения, а не частью проблемы, поддерживая развитие альтернативной энергетики со всех сторон.
Станьте участником программы «зеленого ценообразования» вашей электротехнической компании. Зачисление добавляет дополнительную плату к вашему ежемесячному счету за электричество, чтобы помочь финансировать усилия компании по увеличению количества энергии, получаемой из возобновляемых источников. Чем больше клиентов будет участвовать в программе, тем больше возобновляемой энергии компания сможет подключить к сети — и тем меньше потребуется «грязной» энергии. (См. Ссылки 3). Кроме того, ваша покупка может не облагаться налогом (см. Ссылки 6).
Купите кредиты на возобновляемые источники энергии, чтобы компенсировать использование электроэнергии.Эти кредиты зарабатываются объектами чистой энергии, поскольку они производят электроэнергию без выделения углекислого газа. Деньги, которые вы платите за кредиты, идут на расширение производства чистой энергии. Каждый кредит представляет собой один мегаватт-час электроэнергии, которая была произведена и доставлена потребителям. (См. Ссылки 4)
Купите компенсацию выбросов углерода, чтобы компенсировать выбросы углерода, присущие вашему образу жизни. Подобно кредитам на возобновляемые источники энергии, деньги используются для финансирования расширения альтернативной энергетики, но компенсация за выбросы углерода отличается тем, что они также могут финансировать такие проекты, как лесовосстановление, которые помогают сократить выбросы парниковых газов другими способами.Компенсация углерода может применяться к любой деятельности, которая приводит к выбросам углерода, а не только к использованию электроэнергии. (См. Ссылки 5)
Голосуйте за политиков, поддерживающих финансирование исследований альтернативной энергетики. В то время как большинство американцев — демократов, независимых и республиканцев — поддерживают исследования альтернативных источников энергии, за отдельными политиками остается последнее слово, когда приходит время голосовать. Выбирайте лидеров, которые понимают важность чистой энергии и готовы голосовать соответствующим образом.
Голосуйте кошельком. Поддерживайте компании, которые либо используют возобновляемые источники энергии, либо покупают кредиты и компенсации для компенсации производства и транспортировки своей продукции. Компании, стремящиеся к углеродной нейтральности, гордятся своей приверженностью и стремятся, чтобы их считали экологически чистыми, поэтому информация, как правило, доступна на веб-сайте компании, если ее не рекламировать. Посетите веб-сайты ваших любимых магазинов и брендов, чтобы узнать их позицию.
Инвестируйте в производителей альтернативной энергии.Основная проблема, с которой сталкиваются многие производители, — это финансирование. Возобновляемые источники энергии могут быть дорогостоящими для внедрения и поддержания в достаточно большом масштабе, чтобы предоставлять коммерческие услуги, а исследования новых технологий требуют огромных инвестиций. Добавляя альтернативные источники энергии в свой портфель акций, вы инвестируете в энергию завтрашнего дня, а также в более чистую планету.
Примите участие. Станьте волонтером в организации, которая поддерживает альтернативные источники энергии и снижает зависимость страны от невозобновляемых источников энергии.Волонтерство может принимать разные формы — от петиций и кампаний по написанию писем до информирования других о важности дела.
Живите своим делом. Внесите необходимые изменения, чтобы уменьшить вашу личную зависимость от традиционных источников энергии. Установите солнечные батареи или ветряную турбину у себя дома, переключитесь на автомобиль, работающий на биодизельном топливе, и помните об общем потреблении энергии. Альтернативная энергетика — определенно одна из областей, в которой вы можете подавать пример.
Ссылки
Биография писателя
Анджела Брэди пишет с 1997 года.В настоящее время она занимается исследованием онколитической вирусологии и получила награды за свою работу в области геномики, протеомики и биотехнологии. Она также является авторитетом в области устойчивого дизайна, много раз изучала, практиковалась и писала по этой теме.
Почему так важно развитие возобновляемых источников энергии?
Даллас, Техас, 9 июня 2019 г. — Сильный ураганный ветер со скоростью 70 миль в час, 330 000 человек без электричества. Строительный кран упал в квартиру, в результате чего молодая женщина погибла и еще четверо получили ранения.Деревья повалены, окна выбиты. Ожидается отключение электроэнергии на несколько дней. Ветры причинили ущерб масштабам тропического шторма или выше и повредили большие участки линий электропередач и оборудования. На наиболее сильно поврежденных участках придется полностью реконструировать многие объекты электрооборудования.
В связи с такими суровыми погодными явлениями, как это, возобновляемые источники энергии и необходимость отказа от ископаемого топлива стали в последние годы более пристальным вниманием. Во всем мире сообщества понимают, что ископаемое топливо не только заканчивается, но и наносит серьезный ущерб планете.Тем не менее, по мере того, как увеличивается количество ветряных турбин и устанавливается больше солнечных панелей, многие люди все еще задаются вопросом, о чем все это. Почему важно развитие возобновляемых источников энергии? Вот краткий обзор того, как возобновляемые источники энергии могут изменить нашу планету к лучшему.
Уменьшение глобального потепления
Углекислый газ и другие парниковые газы выбрасываются в атмосферу беспрецедентными темпами благодаря усилению индустриализации и использования электроэнергии. В U.Только в С. почти треть наших выбросов в связи с глобальным потеплением приходится на электроэнергетический сектор, который использует ископаемое топливо для выработки энергии. Хотя эти виды топлива действительно производят вредные парниковые газы, большинство возобновляемых источников энергии этого не делают. Для сравнения, те, которые действительно выделяют парниковые газы, выделяют минимальное количество. Заменив ископаемое топливо солнечными, ветряными и другими возобновляемыми источниками энергии, мы можем значительно сократить выбросы в результате глобального потепления и помочь защитить планету.
Очиститель окружающей среды
Помимо загрязнения атмосферы парниковыми газами, ископаемое топливо может загрязнять водные пути и выделять токсины в воздух, затрудняя дыхание.Помимо этого загрязнения, выбросы угольных и газовых заводов также связаны с неврологическими повреждениями, сердечными приступами, раком и другими серьезными заболеваниями. Между тем чистая энергия почти не производит загрязняющих веществ, а источники, которые производят — биомасса и геотермальные источники, — выбрасывают минимальные количества. Общее потребление воды для электростанций, работающих на возобновляемых источниках энергии, даже тех, которые зависят от нее для охлаждения или производства энергии, также значительно ниже, чем у ископаемых видов топлива.
Источник безграничной энергии
Ископаемое топливо в конечном итоге закончится, и если мы не сможем адаптироваться, мы, вероятно, останемся без жизненно важных ресурсов, таких как электричество и топливо для автомобилей.Однако возобновляемые ресурсы безграничны. Пока у нас есть солнечный свет, ветер, вода и растения, мы можем преобразовывать их в полезную энергию. Считается, что в будущем возобновляемые источники энергии будут обеспечивать большую часть потребностей в электроэнергии в США. Когда ископаемое топливо закончится, возобновляемые источники энергии смогут продолжать обеспечивать наш мир бесперебойной энергией.
Рост экономики
Ископаемое топливо обычно требует оборудования и денег для добычи, переработки и использования. Между тем, возобновляемые источники энергии в большей степени зависят от человеческого труда.Необходимо установить и обслуживать генераторы и связанные с ними системы возобновляемых источников энергии, что потребует от энергетического сектора нанять больше людей для выполнения этих ролей. По данным Американской ассоциации ветроэнергетики, в 2016 году в одной только ветроэнергетике было занято более 100000 сотрудников в производстве, разработке проектов, строительстве, установке, эксплуатации и техническом обслуживании, транспортировке и логистике, а также в консультационных услугах. В том же году в солнечной энергетике занято более 260 000 человек, что еще раз демонстрирует огромный экономический потенциал возобновляемых источников энергии.Ожидается, что эти цифры еще больше увеличатся по мере роста поддержки возобновляемых источников энергии.
Обычная цена
Неустойчивая стоимость нефти и газа, вызванная глобальными политическими драмами, может расстроить потребителей и заставить их искать дополнительные деньги для пополнения своих резервуаров. С возобновляемыми источниками энергии этот сценарий во многом ушел в прошлое. Для строительства электростанций, основанных на возобновляемых источниках энергии, могут потребоваться предварительные инвестиции, но когда они будут готовы, они смогут обеспечивать электроэнергию по низкой и стабильной цене.Благодаря быстрому развитию возобновляемых источников энергии стоимость технологий снизилась в последние годы и, как ожидается, продолжит снижаться. Широкое использование возобновляемых источников энергии позволяет диверсифицировать поставки энергии, снижая цены на ископаемое топливо и защищая потребителей в случае резкого скачка цен.
Более надежная энергия
Возобновляемые источники энергии могут функционировать как распределенная и модульная система. Другими словами, компоненты могут располагаться на больших географических территориях и состоять из множества турбин, панелей и других компонентов.В случае, если часть системы будет повреждена из-за экстремальных погодных условий или неисправности, остальная часть системы сможет продолжить работу и обеспечивать энергией. Между тем невозобновляемые электростанции будут отключены, если часть их системы будет повреждена. Они также зависят от воды для охлаждения, а когда этого ресурса не хватает, поставки электроэнергии сокращаются. Поскольку большая часть возобновляемой энергии зависит от небольшого количества воды или ее отсутствия, она не подвержена таким же колебаниям.
Холодный синтез как возобновляемый источник энергии
К сожалению, некоторые U.Правительственные чиновники Южной Кореи даже совсем недавно, в январе 2019 года, еще не осознали потенциальных преимуществ холодного синтеза как возобновляемого источника энергии. Однако независимое научно-исследовательское учреждение имеет свои взгляды на то, как проектировать и создавать системы, которые могут производить больше энергии, чем то, что доступно с другими возобновляемыми источниками энергии. Блоги на этом веб-сайте описывают подход к производству энергии путем (холодного) синтеза ядра водорода (p) с ядром дейтерия (d) с образованием атома гелия-3 и 5.5 МэВ энергии при каждом синтезе. Энергия многих термоядерных реакций может быть преобразована в пар, чтобы вращать динамо-машину и производить электричество. Причина, по которой эта энергия и гелий-3 считаются возможными, заключается в том, что (1) несколько ученых в прошлом указывали, что p + d-синтез будет производить гелий-3, (2) несколько статей по теоретической физике указали, что p + d в среда холодного синтеза для получения гелия-3 должна быть проще, чем d + d, и (3) в некоторых экспериментах с дейтериевым льдом с протонами был получен гелий-3.И даже очень раннее, преждевременное и отрицательное исследование, опубликованное в 1991 году, резюмирующее «Гонку за холодный синтез», показало, что протон-дейтронные (pd) реакции должны производить гелий-3 (например, страницы 65, 187, 266, 297, 312), и что реакции pd должны быть проще, чем реакции дейтрон-дейтрон (страницы 130, 148, 296). Эта техническая деталь, похоже, была упущена официальными лицами в правительстве США.
Подробнее о возобновляемых источниках энергии
Возобновляемые источники энергии представляют собой решение многих мировых проблем в области энергетики и загрязнения окружающей среды.Свяжитесь с Green Tech Talk, чтобы узнать больше о развитии и важности возобновляемых источников энергии. Отрасль быстро развивается, часто появляются новые достижения и инновации. Быть в курсе последних новостей поможет вам стать более информированным потребителем энергии, что позволит вам применять новейшие технологии в своей жизни и подать хороший пример для своего сообщества.
Возобновляемые источники энергии | Центр климатических и энергетических решений
БиомассаИсточники энергии биомассы используются для выработки электроэнергии и обеспечения прямого отопления, а также могут быть преобразованы в биотопливо в качестве прямого заменителя ископаемого топлива, используемого на транспорте.В отличие от непостоянной энергии ветра и солнца, биомассу можно использовать постоянно или по расписанию. Биомассу получают из древесины, отходов, свалочного газа, сельскохозяйственных культур и спиртового топлива. Традиционная биомасса, включая древесные отходы, древесный уголь и навоз, была источником энергии для приготовления пищи и обогрева в домашних условиях на протяжении всей истории человечества. В сельских районах развивающегося мира он остается основным источником топлива. В глобальном масштабе в 2017 году на традиционную биомассу приходилось около 7,5% от общего потребления энергии.Растущее использование биомассы привело к увеличению международной торговли топливом из биомассы в последние годы; древесные гранулы, биодизель и этанол являются основными видами топлива, продаваемыми на международном уровне.
В 2018 году мировая электрическая мощность на биомассе составила 130 ГВт. В 2018 году в Соединенных Штатах было 16 ГВт установленной мощности по выработке электроэнергии, работающей на биомассе. В Соединенных Штатах большая часть электроэнергии из древесной биомассы вырабатывается на лесопильных и бумажных комбинатах с использованием их собственных древесных отходов; Кроме того, древесные отходы используются для выработки тепла для сушки деревянных изделий и других производственных процессов.Отходы биомассы — это в основном твердые бытовые отходы, то есть мусор, который сжигается в качестве топлива для работы электростанций. В среднем из тонны мусора производится от 550 до 750 кВтч электроэнергии. Свалочный газ содержит метан, который можно улавливать, обрабатывать и использовать в качестве топлива для электростанций, производственных помещений, транспортных средств и домов. В США в настоящее время установлено более 2 ГВт генерирующих мощностей, работающих на свалочном газе, в более чем 600 проектах.
Помимо свалочного газа, биотопливо можно синтезировать из специальных сельскохозяйственных культур, деревьев и трав, сельскохозяйственных отходов и сырья для выращивания водорослей; к ним относятся возобновляемые формы дизельного топлива, этанола, бутанола, метана и других углеводородов.Кукурузный этанол — наиболее широко используемое биотопливо в Соединенных Штатах. Примерно 38 процентов урожая кукурузы в США было направлено на производство этанола для бензина в 2018 году, по сравнению с 20 процентами в 2006 году. Бензин с содержанием этанола до 10 процентов (E10) может использоваться в большинстве транспортных средств без дополнительных модификаций, в то время как специальные гибкие возможности В качестве топлива для транспортных средств можно использовать смесь бензина с этанолом, содержащую до 85 процентов этанола (E85).
Биомасса с замкнутым контуром, где энергия вырабатывается с использованием сырья, выращенного специально для производства энергии, обычно считается нейтральным по отношению к диоксиду углерода, поскольку диоксид углерода, выделяемый при сгорании топлива, ранее улавливался во время роста сырья.Хотя биомасса позволяет избежать использования ископаемого топлива, чистое воздействие биоэнергетики и биотоплива на выбросы парниковых газов будет зависеть от выбросов в течение всего жизненного цикла источника биомассы, способа его использования и косвенных эффектов землепользования. Однако в целом энергия биомассы может оказывать различное воздействие на окружающую среду. Древесная биомасса, например, содержит серу и азот, которые выделяют диоксид серы и оксиды азота, загрязняющие воздух, хотя и в гораздо меньших количествах, чем при сжигании угля.
Геотермальная В 2018 году компанияGeothermal обеспечила во всем мире примерно 175 ТВтч, половину из которых приходилось на электроэнергию (по оценкам, 13.3 ГВт мощности), а оставшаяся половина — в виде тепла. (Общий объем производства электроэнергии в мире в 2018 году составил 26 700 ТВтч).
В Соединенных Штатах Америки в 2018 году было произведено 16 миллиардов кВтч геотермальной электроэнергии, что составляет около 4 процентов производства негидроэлектрической возобновляемой электроэнергии, но лишь 0,4 процента от общего производства электроэнергии. Семь штатов производили электричество из геотермальной энергии: Калифорния, Гавайи, Айдахо, Невада, Нью-Мексико, Орегон и Юта. Из них на Калифорнию приходилось 80 процентов этого поколения.
Традиционная геотермальная энергия использует естественные высокие температуры, расположенные относительно близко к поверхности Земли в некоторых областях, для выработки электроэнергии и для непосредственного использования, такого как отопление и приготовление пищи. Геотермальные зоны обычно расположены вблизи границ тектонических плит, где происходят землетрясения и извержения вулканов. В некоторых местах горячие источники и гейзеры веками использовались для купания, приготовления пищи и обогрева.
Выработка геотермальной электроэнергии обычно включает бурение скважины глубиной, возможно, милю или две, в поисках температур горных пород в диапазоне от 300 до 700 ° F.В этот колодец откачивают воду, где ее подогревают горячими камнями. Он проходит через естественные трещины и поднимается во вторую скважину в виде пара, который можно использовать для вращения турбины и выработки электроэнергии, а также для отопления или других целей. Возможно, придется пробурить несколько скважин, прежде чем будет установлена подходящая, и размер ресурса не может быть подтвержден до завершения бурения. Кроме того, в этом процессе часть воды теряется на испарение, поэтому добавляется новая вода для поддержания непрерывного потока пара.Подобно биоэнергетике и в отличие от периодической энергии ветра и солнца, геотермальная электроэнергия может использоваться непрерывно. Во время этого процесса высвобождается очень небольшое количество углекислого газа, захваченного под поверхностью Земли.
В усовершенствованных геотермальных системах используются передовые, часто экспериментальные, методы бурения и закачки жидкости для увеличения и расширения геотермальных ресурсов.
местных выгод и ресурсов возобновляемых источников энергии | Энергетические ресурсы для государственных, местных и племенных органов власти
На этой странице:
Обзор
Местные органы власти могут значительно сократить свой углеродный след, покупая или напрямую вырабатывая электроэнергию из чистых возобновляемых источников.
К наиболее распространенным технологиям использования возобновляемых источников энергии относятся:
- Солнечная энергия (фотоэлектрическая, солнечная тепловая)
- Ветер
- Биогаз (например, газ из метантенка для очистки свалочного газа / сточных вод)
- Геотермальная энергия
- Биомасса
- Гидроэлектроэнергия малой ударной нагрузки
- Новые технологии — энергия волн и приливов
Местные органы власти могут подавать пример, производя энергию на месте, покупая экологически чистую энергию или покупая возобновляемую энергию.Использование комбинации вариантов возобновляемой энергии может помочь в достижении целей местных органов власти, особенно в некоторых регионах, где доступность и качество возобновляемых ресурсов различаются.
Варианты использования возобновляемых источников энергии включают:
Производство возобновляемой энергии на месте с использованием системы или устройства в месте, где используется электроэнергия (например, фотоэлектрические панели на государственном здании, геотермальные тепловые насосы, комбинированное производство тепла и электроэнергии на биомассе).
Покупка зеленой энергии через сертификаты возобновляемой энергии (REC) — также известные как зеленые метки, сертификаты зеленой энергии или продаваемые сертификаты возобновляемой энергии — которые представляют собой технологии и экологические характеристики электроэнергии, произведенной из возобновляемых ресурсов.
Покупка возобновляемой энергии у электроэнергетической компании в рамках программы экологичного ценообразования или зеленого маркетинга, когда покупатели платят небольшую надбавку в обмен на электроэнергию, произведенную на месте из зеленых источников энергии.
Начало страницы
Преимущества возобновляемых источников энергии
Экологические и экономические выгоды от использования возобновляемых источников энергии включают:
- Производство энергии, исключающей выбросы парниковых газов из ископаемого топлива и снижающей некоторые виды загрязнения воздуха
- Диверсификация энергоснабжения и снижение зависимости от импортного топлива
- Создание экономического развития и рабочих мест в производстве, установке и т. Д.
Начало страницы
Реализация проектов по возобновляемой энергии на месте
Производство электроэнергии на месте предоставляет местным органам власти самый прямой доступ к возобновляемым источникам энергии.В дополнение к общим преимуществам, проекты на местах также обеспечивают защиту от финансовых рисков и улучшают качество электроэнергии и надежность электроснабжения.
Однако органы местного самоуправления, рассматривающие возможность генерации на месте, могут столкнуться с возможными техническими, финансовыми и нормативными проблемами. Чтобы преодолеть эти проблемы, органы местного самоуправления могут:
- Оценить наличие местных возобновляемых ресурсов
- Рассмотрим стоимость различных возобновляемых технологий
- Изучите совокупные затраты и выгоды от использования экологически чистой энергии на месте
- Рассмотреть требования к разрешениям для мест, где может быть размещен объект
- Привлекайте местные заинтересованные стороны, особенно в отношении размещения.
- Оценить имеющиеся источники финансирования и других стимулов
Начало страницы
Инструменты и ресурсы
Начало страницы
Почему возобновляемые источники энергии | CRS
Почему возобновляемые источники энергии?
Производство электроэнергии — основная причина промышленного загрязнения воздуха в США.S. Большая часть нашей электроэнергии вырабатывается на угольных, атомных и других невозобновляемых электростанциях. Производство энергии из этих ресурсов наносит серьезный ущерб окружающей среде, загрязняя воздух, землю и воду.
Возобновляемые источники энергии могут использоваться для производства электроэнергии с меньшим воздействием на окружающую среду. Можно производить электричество из возобновляемых источников энергии без образования CO 2 , основной причины глобального изменения климата.
Но сначала, что такое возобновляемая энергия? Возобновляемая энергия — это энергия, получаемая из природных ресурсов, которые восполняются в течение определенного периода времени, не истощая ресурсы Земли.Эти ресурсы также обладают тем преимуществом, что их изобилие, они доступны в некотором объеме почти повсюду и не причиняют значительного ущерба окружающей среде, если вообще наносят его. Примерами могут служить энергия солнца, ветра и тепловая энергия, хранящаяся в земной коре. Для сравнения, ископаемые виды топлива, такие как нефть, уголь и природный газ, не являются возобновляемыми, поскольку их количество ограничено — как только мы их извлечем, они перестанут быть доступными для использования в качестве экономически жизнеспособного источника энергии. Хотя они производятся в результате естественных процессов, эти процессы слишком медленны, чтобы восполнить это топливо так же быстро, как люди его используют, поэтому эти источники рано или поздно закончатся.
Возобновляемые источники энергии обеспечивают множество преимуществ для людей, бизнеса и планеты.
Производство электроэнергии и ваше здоровье
- 66% двуокиси серы (SO2) в стране, которая вызывает кислотные дожди, приходится на выработку электроэнергии. По данным Американской ассоциации легких, диоксид серы влияет на дыхание, усиливает респираторные заболевания, ослабляет защитные силы легких и усугубляет сердечно-сосудистые заболевания.
- 25% оксидов азота (NOx) , которые вступают в реакцию с солнечным светом с образованием озона и смога на уровне земли, образуются при производстве электроэнергии.По данным Американской ассоциации легких, озон и смог раздражают легкие и снижают сопротивляемость таким инфекциям, как грипп.
- Озон (O3) естественным образом встречается в верхних слоях атмосферы, где это полезно. Однако озон в нижних слоях атмосферы создает городскую дымку, которую мы называем смогом. Автомобили и производство электроэнергии вносят основной вклад в приземный озон. Он вызывает более 1,5 миллиона серьезных респираторных заболеваний в год у детей и взрослых. Кратковременные эффекты включают кашель, раздражение легких и обострение респираторного заболевания.Долгосрочные эффекты включают хронические заболевания легких и даже рак.
- Твердые частицы — это тип загрязнения воздуха, который чаще называют сажей. Воздействие твердых частиц особенно вредно для людей с заболеваниями легких (например, астмой, бронхитом, эмфиземой) и сердечными заболеваниями.
- Двуокись углерода (CO2) — это газ, изменяющий климат, вызывающий глобальное потепление. Глобальное потепление может привести к распространению инфекционных заболеваний, таких как малярия и лихорадка денге.Это также способствует ухудшению качества воздуха, что усиливает воздействие на здоровье других загрязнителей воздуха. Долгосрочные последствия, связанные с сжиганием ископаемого топлива, могут быть даже более тревожными, чем сегодняшние смерти, связанные с загрязнением воздуха. В будущем тропические болезни могут процветать по мере потепления климата Земли, а смертность из-за экстремальных погодных условий (например, переохлаждения) может возрасти.
- Ядерная энергия представляет собой уникальную угрозу радиоактивных отходов и радиации. Отходы объектов атомной энергетики опасно перевозить и утилизировать.Кроме того, существует вероятность катастрофической ядерной аварии, такой как Чернобыль. Воздействие радиоактивных отходов на здоровье включает рак, бесплодие и даже смерть. Радиация может вызвать повреждение иммунной системы, лейкемию, выкидыши, мертворождения, уродства и генетические мутации.
- Ртуть — высокотоксичный металл, который выделяется на угольных электростанциях. Ртуть накапливается в жировых клетках рыб и других животных. Когда люди едят рыбу, они подвергаются воздействию ртути. Ртуть вызывает необратимое повреждение печени и центральной нервной системы, вызывая потерю двигательной функции, невнятную речь, туннельное зрение и потерю слуха.Ртуть особенно вредна при попадании в организм беременных или кормящих женщин, поскольку она может вызвать врожденные дефекты и пороки развития. Поскольку ртуть накапливается в биологических организмах, она постоянно перерабатывается в окружающей среде по мере продвижения по пищевой цепочке.
Для получения дополнительной информации о вашем здоровье и электроэнергии:
Возобновляемые источники энергии на благо экономики
Возобновляемые источники энергии полезны для бизнеса, обеспечивая энергетическую безопасность, экономическое развитие, стабильность цен на энергоносители и снижая глобальные риски изменения климата.
Энергетическая безопасность
Возобновляемые источники энергии обеспечивают надежные источники питания и диверсификацию топлива, что повышает энергетическую безопасность и снижает риск разливов топлива, сокращая при этом потребность в импортном топливе. Возобновляемые источники энергии также помогают сберечь природные ресурсы страны.
Экономическое развитие
Согласно двум исследованиям Управления энергетической информации (EIA) Министерства энергетики США (DOE) и Союза заинтересованных ученых (UCS) 1 , если U.S. должен был поставлять 10% своей электроэнергии из возобновляемых источников к 2020 году, в результате чего произошло бы следующее:
- Потребительская экономия: от 22,6 до 37,7 млрд долларов за счет снижения счетов за электроэнергию и природный газ
- Рабочие места: 91220 новых рабочих мест — почти вдвое больше, чем производство электроэнергии из ископаемого топлива
- Экономическое развитие: 41,5 млрд долларов новых капиталовложений, 5,7 млрд долларов дохода фермерам, владельцам ранчо и сельским землевладельцам и 2,8 млрд долларов новых местных налоговых поступлений
- Более здоровая окружающая среда: сокращение загрязнения, вызываемого глобальным потеплением, равное сокращению количества автомобилей на дорогах с 25 до 32 миллионов, плюс уменьшение дымки, смога, кислотных дождей, загрязнения ртутью и использования воды
Стабильность цены
Возобновляемые источники энергии, такие как ветровая, солнечная, гидро- и геотермальная, не влекут за собой затрат на топливо и не требуют транспортировки, и поэтому обеспечивают большую стабильность цен.Фактически, некоторые электроэнергетические компании учитывают это в своих розничных ценах на электроэнергию, освобождая потребителей, покупающих возобновляемые источники энергии, от определенных сборов.
Электроэнергия и окружающая среда
Традиционное производство электроэнергии является причиной выбросов множества химических веществ, оказывающих широкомасштабное воздействие на окружающую среду. Те же соединения, которые вредны для здоровья человека, имеют аналогичные последствия для окружающей среды. Производство электроэнергии из ископаемого топлива составляет:
- 38% углекислого газа в стране 2 (CO2), парниковый газ и основной фактор изменения климата.Двуокись углерода выбрасывается в атмосферу при сжигании ископаемого топлива. Изменение климата представляет собой серьезную экологическую угрозу, которая может способствовать наводнениям в прибрежных районах, более частым и экстремальным периодам жары, более интенсивным засухам, увеличению числа сильных штормов и более широкому распространению инфекционных заболеваний.
- 66% двуокиси серы (SO2) в стране при смешивании с дождевой водой образует кислотные дожди. Кислотный дождь повреждает листву лесов, сельскохозяйственных культур и других растений и в конечном итоге может убить растения.Он также подкисляет реки и озера, делая их биологически «мертвыми». Подкисление также изменяет химический состав почвы, выделяя вредные металлы в дождевые и грунтовые воды. Двуокись серы также ускоряет разложение камня и краски, повреждая многие здания и
памятник. - 40% ртути в стране 3 способствует загрязнению почвы и водных путей. Ртуть может циркулировать в воздухе до одного года и может переноситься за тысячи миль от своего источника.Ртуть накапливается в жировой ткани рыбы и постоянно перерабатывается в окружающей среде по мере продвижения по пищевой цепочке. Ртуть вызывает необратимое повреждение печени и центральной нервной системы и может вызвать врожденные дефекты.
- 25% оксидов азота (NOx), которые вступают в реакцию с солнечным светом с образованием озона и смога на уровне земли. Осаждение оксида азота вызывает цветение водорослей в озерах и ручьях. Это истощает воду кислородом, убивая рыбу и другие живые организмы. Также было показано, что диоксид азота вызывает заболевание легких у животных.
- Твердые частицы являются основной причиной снижения видимости (дымки) в США. Угольные электростанции являются единственным крупнейшим источником выбросов твердых частиц — частиц сажи из золы (тяжелых металлов, радиоактивных изотопов, углеводородов, сульфатов и нитратов). ), которые могут переносить и откладывать следы металлов, таких как ртуть, за сотни миль от их источника.