Trendovi u razvoju alternativnih izvora energije. Alternativna energija u svijetu

Alternativni izvori energije- ovo je vjetar, sunce, plima, biomasa, geotermalna energija Zemlje.

Vjetrenjače su ljudi dugo koristili kao izvor energije. Međutim, oni su efikasni i pogodni samo za male korisnike. Nažalost, vjetar još uvijek nije u stanju obezbijediti struju u dovoljnim količinama. Energija sunca i vjetra imaju ozbiljan nedostatak - privremenu nestabilnost baš u trenutku kada je najpotrebnija. U tom smislu potrebni su sistemi za skladištenje energije kako bi njena potrošnja bila moguća u svakom trenutku, ali još ne postoji ekonomski zrela tehnologija za kreiranje takvih sistema.

Prvi vjetrogeneratori razvijeni su još 90-ih godina. XIX veka u Danskoj, a do 1910. u ovoj zemlji je izgrađeno nekoliko stotina malih instalacija. U roku od nekoliko godina, danska industrija je dobivala četvrtinu svojih potreba za električnom energijom iz vjetrogeneratora. Njihov ukupni kapacitet je bio 150-200 MW.

Godine 1982. na kineskom tržištu prodato je 1.280 vjetroturbina, a 1986. godine 11.000, koje su dovele električnu energiju u područja Kine koja je nikada prije nisu imala.

Početkom 20. vijeka. u Rusiji je bilo 250 hiljada seljačkih vetrenjača kapaciteta do 1 milion kW. Samleli su 2,5 milijardi funti žitarica na licu mjesta, bez transporta na velike udaljenosti. Nažalost, kao rezultat nepromišljenog odnosa prema prirodnim resursima 40-ih godina. prošlog vijeka, na teritoriji bivšeg SSSR-a, uništen je glavni dio motora na vjetar i vodu, a do 50-ih godina. oni su gotovo potpuno nestali kao “zaostala tehnologija”.

Trenutno se solarna energija u nekim zemljama koristi uglavnom za grijanje, a za proizvodnju energije u vrlo malom obimu. U međuvremenu, snaga sunčevog zračenja koja dopire do Zemlje je 2 x 10 17 W, što je više od 30 hiljada puta više od trenutnog nivoa potrošnje energije čovječanstva.

Postoje dvije glavne opcije za korištenje sunčeve energije: fizička i biološka. U fizičkoj verziji, energija se akumulira pomoću solarnih kolektora, solarnih ćelija na poluvodičima ili se koncentriše pomoću sistema ogledala. Biološka opcija koristi sunčevu energiju akumuliranu tokom fotosinteze u organskoj materiji biljaka (obično drvo). Ova opcija je pogodna za zemlje sa relativno velikim šumskim rezervama. Na primjer, Austrija planira da do trećine svojih potreba za električnom energijom dobije iz sagorijevanja drva u narednim godinama. Za iste svrhe, u Velikoj Britaniji je planirano da se oko milion hektara zemljišta neprikladnog za poljoprivrednu upotrebu zasadi šumama. Sade se brzorastuće vrste, kao što je topola, koja se seče već 3 godine nakon sadnje (visina ovog drveta je oko 4 m, prečnik stabljike je veći od 6 cm).

Problem korištenja netradicionalnih izvora energije u posljednje vrijeme postaje posebno aktuelan. To je nesumnjivo korisno, iako takve tehnologije zahtijevaju značajne troškove. U februaru 1983. američka kompanija Arca Solar počela je sa radom prvu solarnu elektranu na svijetu kapaciteta 1 MW. Izgradnja ovakvih elektrana je skupa ponuda. Izgradnja solarne elektrane koja će moći da obezbijedi struju za oko 10 hiljada domaćinstava (snaga - oko 10 MW) koštat će 190 miliona dolara. To je četiri puta više od troškova izgradnje termoelektrane na čvrsto gorivo, a shodno tome tri puta više od izgradnje hidroelektrane i nuklearne elektrane. Ipak, stručnjaci za proučavanje solarne energije uvjereni su da će se razvojem tehnologije za korištenje solarne energije cijene za nju značajno smanjiti.

Energija vjetra i sunca vjerovatno su budućnost energije. Indija je 1995. godine počela sa implementacijom programa za proizvodnju energije pomoću vjetra. U SAD snaga vjetroelektrana je 1654 MW, u Evropskoj uniji - 2534 MW, od čega se 1000 MW proizvodi u Njemačkoj. Trenutno je energija vjetra svoj najveći razvoj postigla u Njemačkoj, Engleskoj, Holandiji, Danskoj i SAD (samo u Kaliforniji ima 15 hiljada vjetroturbina). Energija dobijena iz vjetra može se stalno obnavljati. Vjetroelektrane ne zagađuju okoliš. Uz pomoć energije vjetra moguće je elektrificirati najudaljenije kutke zemaljske kugle. Na primjer, 1.600 stanovnika ostrva Desirat u Guadeloupeu oslanja se na električnu energiju koju proizvodi 20 vjetrogeneratora.

Od čega još možete dobiti energiju bez zagađivanja životne sredine?

Da bi se iskoristila energija plime i oseke, plimne elektrane se obično grade na ušćima rijeka ili direktno na morskoj obali. U konvencionalnom lučkom lukobranu ostavljaju se rupe gdje voda slobodno teče. Svaki talas povećava nivo vode, a samim tim i pritisak vazduha koji ostaje u rupama. Vazduh „isceđen“ kroz gornji otvor pokreće turbinu. Odlaskom vala dolazi do obrnutog kretanja zraka, koji nastoji popuniti vakuum, a turbina dobiva novi impuls za rotaciju. Prema riječima stručnjaka, takve elektrane mogu koristiti do 45% energije plime i oseke.

Čini se da je energija talasa prilično obećavajući oblik novog izvora energije. Na primjer, za svaki metar valnog fronta koji okružuje Britaniju na sjevernoj strani Atlantika, postoji u prosjeku 80 kW energije godišnje, ili 120.000 GW. Značajni gubici tokom obrade i prenosa ove energije su neizbježni i, po svemu sudeći, samo trećina može ući u mrežu. Ipak, preostali obim je dovoljan da se cijela Britanija opskrbi električnom energijom na nivou trenutnih stopa potrošnje.

Naučnike privlači i upotreba biogasa, koji je mješavina zapaljivog plina – metana (60-70%) i nezapaljivog ugljičnog dioksida. Obično sadrži nečistoće - sumporovodik, vodonik, kiseonik, dušik. Biogas nastaje kao rezultat anaerobne (bez kisika) razgradnje organske tvari. Ovaj proces se može uočiti u prirodi u ravničarskim močvarama. Mehurići vazduha koji se dižu sa dna močvara su biogas – metan i njegovi derivati.

Proces proizvodnje biogasa može se podijeliti u dvije faze. Prvo, uz pomoć anaerobnih bakterija, od ugljikohidrata, proteina i masti formira se skup organskih i anorganskih tvari: kiseline (maslačna, propionska, octena), vodik, ugljični dioksid. U drugoj fazi (alkalna ili metan) sudjeluju metanske bakterije koje uništavaju organske kiseline, oslobađajući metan, ugljični dioksid i malu količinu vodika.

U zavisnosti od hemijskog sastava sirovine, tokom fermentacije se oslobađa od 5 do 15 kubnih metara gasa po kubnom metru prerađene organske materije.

Biogas se može spaljivati ​​za grijanje kuća, suvo žito i koristiti kao gorivo za automobile i traktore. Biogas se po svom sastavu malo razlikuje od prirodnog plina. Osim toga, u procesu proizvodnje bioplina, ostatak od fermentacije čini otprilike polovicu organske tvari. Može se briketirati za proizvodnju čvrstog goriva. Međutim, sa ekonomske tačke gledišta to nije baš racionalno. Ostatak fermentacije najbolje je koristiti kao gnojivo.

1 m 3 biogasa odgovara 1 litru tekućeg plina ili 0,5 litara visokokvalitetnog benzina. Dobivanje biogasa će pružiti tehnološke prednosti - uništavanje otpada i energetske koristi - jeftino gorivo.

U Indiji se za proizvodnju bioplina koristi oko 1 milion jeftinih i jednostavnih instalacija, au Kini ih ima preko 7 miliona Sa ekološke tačke gledišta, biogas ima ogromne prednosti, jer može zamijeniti drvo za ogrjev, a samim tim i očuvati šume i. spriječiti dezertifikaciju. U Evropi, određeni broj komunalnih postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda zadovoljavaju svoje energetske potrebe iz biogasa koji proizvode.

Drugi alternativni izvor energije su poljoprivredne sirovine: šećerna trska, šećerna repa, krompir, jeruzalemska artičoka, itd. Od njega se fermentacijom u nekim zemljama proizvodi tečno gorivo, posebno etanol. Tako se u Brazilu biljna materija pretvara u etil alkohol u tolikim količinama da ova zemlja podmiruje većinu svojih potreba za automobilskim gorivom. Sirovine potrebne za organizaciju masovne proizvodnje etanola su uglavnom šećerna trska. Šećerna trska aktivno učestvuje u procesu fotosinteze i proizvodi više energije po hektaru obrađene površine od ostalih useva. Trenutno njegova proizvodnja u Brazilu iznosi 8,4 miliona tona, što odgovara 5,6 miliona tona najkvalitetnijeg benzina. U SAD se proizvodi biohol – gorivo za automobile koje sadrži 10% etanola dobijenog iz kukuruza.

Toplotna ili električna energija može se dobiti iz topline zemaljskih dubina. Geotermalna energija je isplativa tamo gdje je topla voda blizu površine zemljine kore - u područjima aktivne vulkanske aktivnosti sa brojnim gejzirima (Kamčatka, Kurilska ostrva, ostrva japanskog arhipelaga). Za razliku od drugih primarnih izvora energije, geotermalni nosači energije ne mogu se transportovati na udaljenosti većim od nekoliko kilometara. Zbog toga je zemaljska toplota tipično lokalni izvor energije, a poslovi vezani za njeno funkcionisanje (istraživanje, priprema lokacije za bušenje, bušenje, ispitivanje bušotina, unos fluida, prijem i prenos energije, punjenje, stvaranje infrastrukture itd.) provodi se kao i obično na relativno malom području, uzimajući u obzir lokalne uslove.

Geotermalna energija se u velikoj mjeri koristi u SAD-u, Meksiku i na Filipinima. Udio geotermalne energije u energetskom sektoru Filipina je 19%, Meksika 4%, a SAD-a (uključujući njeno korištenje za grijanje „direktno“, odnosno bez pretvaranja u električnu energiju) oko 1%. Ukupni kapacitet svih američkih geotermalnih elektrana premašuje 2 miliona kW. Geotermalna energija opskrbljuje toplinom glavni grad Islanda, Reykjavik. Već 1943. godine tamo su izbušene 32 bušotine na dubinama od 440 do 2400 m, kroz koje voda temperature od 60 do 130 °C izlazi na površinu. Devet od ovih bunara i danas radi. U Rusiji, na Kamčatki, radi geotermalna elektrana snage 11 MW i gradi se još jedna od 200 MW.


Situacija

Na sjeveru i Dalekom istoku Rusije danas je tražena obnovljiva energija. Energija u lokalnim izolovanim naseljima se proizvodi sagorevanjem uvoznog, a samim tim i skupog dizel goriva. Za smanjenje komponente goriva, efikasno je koristiti vjetro-dizel, solarno-dizel ili kombinirane komplekse. Osim toga, važno je koristiti uređaje za skladištenje energije koji mogu izgladiti neujednačene cikluse proizvodnje iz obnovljivih izvora i neujednačene rasporede potrošnje.

Mala hidroelektrana (Sjeverni Kavkaz, južni Sibir) i solarna energija također obećavaju u Rusiji. Neki regioni imaju dobar potencijal vetra, a kratko vreme izgradnje je privlačno za razvoj energije vetra. Ali to zahtijeva promjene u zakonodavstvu u smislu povećanja marginalnih troškova i smanjenja zahtjeva za lokalizacijom.


Da li je moguće potpuno preći na alternativnu energiju?

Evropske zemlje postavile su strateške planove za prelazak na alternativne izvore energije u narednim decenijama. Međutim, na sadašnjem nivou cijena fosilnih goriva, potpuni prelazak na obnovljive izvore energije (OIE) sa ekonomske tačke gledišta ne izgleda izvodljiv.

Osim toga, važno je razumjeti cijeli niz tehničkih problema koji nastaju kada udio alternativnih izvora energije prelazi 20% ukupnog nivoa proizvodnje. Problemi se odnose na nepredvidivost proizvodnje, potrebu da se rezerviše energija za pouzdano snabdevanje energijom i katastrofalni pad efikasnosti toplotne proizvodnje.

Naravno, naučni potencijal cijelog svijeta sada je usmjeren na rješavanje ovih i drugih tehnoloških problema. Jedno od ključnih rješenja može biti značajno smanjenje troškova i povećanje efikasnosti industrijskih uređaja za skladištenje električne energije. Najnovija dešavanja naših kolega iz Evrope i SAD-a ulivaju oprezan optimizam.


Izgledi

Rusija ima svoju situaciju. Prvo, od Sovjetskog Saveza smo naslijedili jedinstven energetski sistem koji rješava mnoge probleme. Drugo, rast potrošnje energije je sada usporen. Dakle, do uvođenja dodatnih kapaciteta dolazi uglavnom kroz zamjenu zastarjelih objekata. Država ima sistem podrške obnovljivim izvorima energije na veleprodajnom tržištu (sa kapacitetom većim od 5 MW) za male hidroenergetske objekte, solarne i vjetroenergetske objekte, što ulaganja u ovu industriju čini atraktivnim.

Trenutno se razvija regulatorni okvir za podršku alternativnim izvorima energije namijenjenim privatnim potrošačima. Ovo bi trebalo da stvori ekonomske podsticaje za razvoj malih objekata za proizvodnju energije. Ali čak i uzimajući u obzir optimistične planove, udio obnovljivih izvora energije u Rusiji do 2020. neće premašiti 2-3%.

RusHydro ima niz operativnih objekata u oblasti alternativne energije. Ovo su tri geotermalne stanice na teritoriji Kamčatke, jedina plimna stanica u Rusiji. Razvijamo malu energiju, posebno na Kavkazu. Preko naše podružnice RAO ES Istoka, realizujemo pilot projekte iz oblasti energije vetra i sunca.

Prema našem mišljenju, dalji razvoj obnovljivih izvora energije i prelazak sa tačkastih projekata na masovno uvođenje tehnologija proizvodnje obnovljive energije zavisiće, prije svega, od ekonomske efikasnosti i izvodljivosti svakog pojedinačnog projekta.

Ove godine RusHydro učestvuje u programu razvoja poslovanja za tehnološke preduzetnike, GenerationS akcelerator, koji organizuje RVC. Zajedno sa našim kolegama tražimo i biramo inovativne projekte u energetskom sektoru širom Rusije. Pripremamo bogat edukativni program sa uranjanjem u industriju. Kao rezultat toga, najbolji startupi će moći da računaju na našu podršku i pomoć u dobijanju investicija. Ako posjedujete tehnologiju u oblasti moderne proizvodnje energije, možete se prijaviti

Ograničene prirodne rezerve i sve veće poteškoće vađenja fosilnih goriva, zajedno sa globalnim zagađenjem životne sredine, guraju čovečanstvo da uloži napore u pronalaženju obnovljivih, alternativnih izvora energije. Uz smanjenje štete po životnu sredinu, od novih energetskih resursa se očekuje da imaju minimalne pokazatelje troškova za sve cikluse transporta, prerade i proizvodnje.

Namjena alternativnih izvora energije

Kao potpuno obnovljiv izvor ili fenomen, alternativni izvor energije u potpunosti zamjenjuje tradicionalni, radeći na, ili. Čovječanstvo već duže vrijeme koristi različite izvore energije, ali sve veći obim njihove upotrebe nanosi nepopravljivu štetu okolišu. Dovodi do oslobađanja velikih količina ugljičnog dioksida u atmosferu. Izaziva efekat staklene bašte i doprinosi porastu globalne temperature. Sanjajući o gotovo neiscrpnom ili potpuno obnovljivom izvoru energije, ljudi su zauzeti traženjem obećavajućih načina za dobivanje, korištenje i naknadni prijenos energije. Naravno, uzimajući u obzir ekološki aspekt i isplativost novih, netradicionalnih izvora.

Nade povezane s netradicionalnim izvorima energije

Relevantnost upotrebe netradicionalnih izvora energije će se stalno povećavati, što će zahtijevati ubrzanje procesa traženja i implementacije. Već danas je većina država na državnom nivou prisiljena provoditi programe koji smanjuju potrošnju energije, trošeći ogromne količine novca na to i smanjujući prava vlastitih građana.

Istorija se ne može vratiti. Procesi društvenog razvoja ne mogu se zaustaviti. Ljudski život više nije zamisliv bez energetskih resursa. Bez pronalaženja potpune alternative modernim, standardnim izvorima energije, život društva je nezamisliv i sigurno će doći u ćorsokak (vidi)

Faktori koji ubrzavaju uvođenje netradicionalnih izvora energije:

  1. Globalna ekološka kriza izgrađena na utilitarnom i, bez preterivanja, grabežljivom odnosu prema prirodnim resursima planete.
  2. Činjenica štetnog uticaja je dobro poznata i ne izaziva kontroverze. Čovječanstvo polaže velike nade u rješavanje rastućeg problema na alternativne izvore energije. Ekonomska korist koja smanjuje troškove dobijanja i konačne troškove alternativne energije.
  3. Smanjenje roka otplate za izgradnju netradicionalnih energetskih objekata. Oslobađanje velikih materijalnih i ljudskih resursa usmjerenih na dobrobit civilizacije (vidi).
  4. Socijalna napetost u društvu uzrokovana smanjenjem kvaliteta života, povećanjem gustine i veličine stanovništva. Ekonomska i ekološka situacija, čije stalno pogoršanje dovodi do rasta raznih bolesti.
  5. Konačnost i sve veća složenost ekstrakcije fosilnih goriva.

Samo ostvarivanjem glavne namjene netradicionalnih izvora možemo u potpunosti zasititi čovječanstvo u razvoju potrebnom i pohlepno trošenom energijom.

Primjena i perspektive razvoja različitih vrsta alternativnih izvora energije

Glavni izvor zadovoljenja energetskih potreba trenutno se dobija iz tri vrste energetskih resursa: vode, organskog goriva i atomskog jezgra (vidi). Proces tranzicije na alternativne tipove, koji zahtijeva vrijeme, ide sporo, ali razumijevanje potrebe tjera većinu zemalja da razvijaju tehnologije za uštedu energije i aktivnije implementiraju vlastita i globalna kretanja u život. Svake godine čovječanstvo dobiva sve više i više obnovljive energije iz sunca, vjetra i drugih alternativnih izvora. Hajde da shvatimo šta su alternativni izvori energije.

Glavne vrste obnovljive energije

Solarna energija se smatra vodećim i ekološki prihvatljivim izvorom energije. Danas su razvijene i korištene termodinamičke i fotoelektrične metode za proizvodnju električne energije. Potvrđen je koncept performansi i perspektive nanoantena. Sunce, kao nepresušni izvor ekološki prihvatljive energije, može u potpunosti zadovoljiti potrebe čovječanstva.

Zanimljiva činjenica! Danas je period povrata za solarnu elektranu koja koristi fotonaponske ćelije otprilike 4 godine.

Ljudi već duže vrijeme uspješno koriste energiju vjetra i vjetroturbine. Naučnici razvijaju nove i poboljšavaju postojeće vjetroelektrane. Smanjenje troškova i povećanje efikasnosti vjetroturbina. Posebno su važni na obalama i u područjima sa stalnim vjetrovima. Pretvaranjem kinetičke energije vazdušnih masa u jeftinu električnu energiju vetroelektrane već daju značajan doprinos energetskom sistemu pojedinih zemalja.

Geotermalni izvori energije koriste neiscrpni izvor - unutrašnju toplinu Zemlje. Postoji nekoliko radnih shema koje ne mijenjaju suštinu procesa. Prirodna para se prečišćava od gasova i dovodi u turbine koje rotiraju električne generatore. Slične instalacije rade širom svijeta. Geotermalni izvori daju struju, griju cijele gradove i osvjetljavaju ulice. Ali snaga geotermalne energije je vrlo malo korištena, a proizvodne tehnologije imaju nisku efikasnost.

Zanimljiva činjenica! Na Islandu se više od 32% električne energije proizvodi pomoću termalnih izvora.

Energija plime i oseke i talasa je brzo razvijajuća metoda pretvaranja potencijalne energije kretanja vodenih masa u električnu energiju. Uz visoku stopu konverzije energije, tehnologija ima veliki potencijal. Istina, može se koristiti samo na obalama okeana i mora.

Proces razgradnje biomase dovodi do oslobađanja gasa koji sadrži metan. Kada se pročisti, koristi se za proizvodnju električne energije, grijanje prostorija i druge potrebe domaćinstva. Postoje mala preduzeća koja u potpunosti zadovoljavaju svoje energetske potrebe.


Stalno povećanje tarifa za energiju tjera vlasnike privatnih kuća da koriste alternativne izvore. Na mnogim mjestima udaljena domaćinstva i privatna gazdinstva u potpunosti su lišena mogućnosti čak i teoretskog povezivanja sa potrebnim energetskim resursima.

Glavni izvori netradicionalne energije koji se koriste u privatnoj kući:

  • solarni paneli i različiti dizajni termalnih kolektora napajanih solarnom energijom;
  • vjetroelektrane;
  • mini i mikro hidroelektrane;
  • obnovljiva energija iz biogoriva;
  • razne vrste toplotnih pumpi koje koriste toplotu iz vazduha, zemlje ili vode.

Danas, korištenjem netradicionalnih izvora, nije moguće značajno smanjiti troškove potrošnje energije. Ali stalno poboljšanje tehnologija i niže cijene uređaja sigurno će dovesti do buma u potrošačkoj aktivnosti.

Mogućnosti koje pružaju alternativne energije

Čovječanstvo ne može zamisliti dalji razvoj bez održavanja stope potrošnje energije. Ali kretanje u tom pravcu dovodi do uništavanja životne sredine i ozbiljno će uticati na živote ljudi. Čini se da je jedina opcija koja može ispraviti situaciju mogućnost korištenja netradicionalnih izvora energije. Naučnici ocrtavaju svijetle izglede i postižu tehnološka otkrića u dokazanim i inovativnim tehnologijama. Vlade mnogih zemalja, shvaćajući prednosti, mnogo ulažu u istraživanja. Razvija alternativnu energiju i prenosi proizvodne kapacitete na netradicionalne izvore. U ovoj fazi razvoja društva, očuvanje planete i osiguranje dobrobiti ljudi moguće je jedino intenzivnim radom sa alternativnim izvorima energije.

Širom svijeta korištenje različitih vrsta alternativnih izvora energije

Pored potencijala i stepena razvijenosti tehnologije, na efikasnost korišćenja različitih alternativnih vrsta energije utiče i intenzitet izvora energije. Stoga zemlje, posebno one koje nemaju rezerve nafte, intenzivno razvijaju postojeće izvore netradicionalnih energetskih resursa.

Pravac razvoja obnovljivih izvora energije u svijetu:

  • Finska, Švedska, Kanada, Norveška- masovno korištenje solarnih elektrana;
  • Japan- efikasno korišćenje geotermalne energije;
  • USA- značajan napredak u razvoju alternativnih izvora energije u svim pravcima;
  • Australija- dobar ekonomski efekat od razvoja netradicionalne energetike;
  • Island- geotermalno grijanje Reykjavika;
  • Danska- svjetski lider u energiji vjetra;
  • Kina- uspješno iskustvo u uvođenju i širenju vjetroenergetske mreže, masovnom korištenju vode i sunčeve energije;
  • Portugal- efikasno korišćenje solarnih elektrana.

Mnoge razvijene zemlje uključile su se u tehnološku trku, postižući značajan uspjeh na vlastitoj teritoriji. Istina, globalna proizvodnja alternativne energije dugo se kreće oko 5% i naravno izgleda depresivno.

Upotreba netradicionalnih izvora energije u Rusiji je slabo razvijena i na niskom je nivou u poređenju sa mnogim zemljama. Trenutna situacija se objašnjava obiljem i dostupnošću fosilnih energetskih resursa. Međutim, razumijevanje niske produktivnosti ove pozicije i pogled u budućnost obavezuje vladu da se sve više bavi ovim problemom.

Pojavili su se pozitivni trendovi. U Belgorodskoj regiji, niz solarnih panela uspješno radi i planira se proširiti. Planirani su radovi na uvođenju bioenergije. Pokreću se vjetroelektrane u raznim regijama. Kamčatka uspješno koristi energiju iz geotermalnih izvora.

Udio netradicionalnih izvora energije u ukupnom energetskom bilansu zemlje procjenjuje se vrlo grubo i iznosi oko 4%, ali ima teoretski neiscrpne razvojne mogućnosti.

Zanimljive činjenice! Kalinjingradska oblast namerava da postane lider u proizvodnji čiste električne energije u Rusiji.

Očigledne prednosti i mane alternativnih izvora energije

Alternativni izvori energije imaju neosporne i izražene prednosti. I jednostavno zahtijevaju svaki napor da ih prouče.

Prednosti alternativnih izvora energije:

  • ekološki aspekt (vidi);
  • neiscrpnost i obnovljivi resursi;
  • univerzalna dostupnost i široko rasprostranjenost;
  • smanjenje troškova daljim razvojem tehnologije.

Potrebe čovječanstva za neprekidnom energijom diktiraju stroge zahtjeve za netradicionalnim izvorima. I postoji realna prilika da se nedostaci otklone daljim razvojem tehnologije.

Postojeći nedostaci alternativnih izvora energije:

  • moguća nedosljednost u zavisnosti od doba dana i vremenskih uslova;
  • nezadovoljavajući nivo efikasnosti;
  • nerazvijena tehnologija i visoka cijena;
  • niska jedinična snaga pojedinačnih instalacija.

Ostaje za nadati se da će pokušaji pronalaženja idealnog, obnovljivog izvora energije biti okrunjeni uspjehom. Životna sredina će biti sačuvana i ljudi će imati mnogo bolji život.

Potrošnja sirove nafte i drugih tradicionalnih goriva može se smanjiti zamjenom drugih izvora energije.

1)Nuklearna energija. Nakon katastrofe u Černobilu u aprilu 1986. godine, nije teško razumjeti zašto je interes za nuklearne elektrane (NPP) ustupio mjesto nepovjerenju. Ako uporedimo rad dvije termoelektrane i nuklearne elektrane istog kapaciteta (1000 MW) tokom godine, postaje jasno sljedeće:

Potreba za gorivom. Za termoelektrane je potrebno 3,5 miliona tona uglja; Otvoreno iskopavanje takvih količina će uzrokovati ozbiljnu štetu krajoliku, okolnim vodnim tijelima i, zbog ispiranja kiseline, podzemnim vodama. Nuklearna elektrana će zahtijevati 1,5 tona obogaćenog uranijuma, što odgovara samo 1000 tona rude uranijuma.

Oslobađanje ugljičnog dioksida. Kao rezultat rada termoelektrane na ugalj, u atmosferu će biti ispušteno više od 10 miliona tona ugljen-dioksida, što će pogoršati efekat staklene bašte. Nuklearne elektrane uopće ne emituju ugljični dioksid.

Sumpor dioksid i druge komponente kiselih kiša. Emisije ovih zagađivača u termoelektranama iznosiće više od 400 hiljada tona; ne proizvode se u nuklearnim elektranama.

Čvrsti otpad. Problem njihovog sahranjivanja postoji u oba slučaja. Radioaktivni otpad iz nuklearnih elektrana iznosit će oko 2 tone; Termoelektrane proizvode oko 100 hiljada tona pepela.

Tačno radioaktivni otpad i mogućnosti udesa u nuklearnim elektranama izaziva zabrinutost naučnika i javnosti.

2) Solarna energija- ovo je kinetička energija zračenja (uglavnom svjetlosti) nastala kao rezultat termonuklearnih reakcija u dubinama Sunca. Njegove rezerve su praktično neiscrpne (astronomi su izračunali da će Sunce „goreti“ još nekoliko milijardi godina). Također se procjenjuje da je otprilike 1% solarne energije dovoljno da zadovolji sve potrebe transporta, industrije i našeg svakodnevnog života, ne samo sada, već i u doglednoj budućnosti. Štaviše, bez obzira da li ga koristimo ili ne, to neće uticati na energetski balans Zemlje i stanje biosfere.

Po upotrebi solarne energije po glavi stanovnika, Kipar je na prvom mjestu u svijetu, gdje 90% vikendica i veliki broj hotela i stambenih zgrada ima solarne bojlere. U Izraelu, solarna energija obezbeđuje 65% snabdevanja toplom vodom za domaćinstvo.

Glavni izvori energije su:

Solarne ćelije napravljene od posebnih materijala u kojima upadna svjetlosna energija inducira protok elektrona, odnosno jednostavno električnu struju;

- "energetski tornjevi" - vjerovatno ste koristili lupu više puta kao dijete da zapalite rupu na papiru. Ovaj pristup je pronašao jedinstvenu primjenu u takozvanim „energetskim tornjevima“. Postavljena na površini od nekoliko hektara, ogledala usmjeravaju sunčevu svjetlost na kotao koji se nalazi na vrhu tornja. Visoka temperatura pretvara vodu u paru, koja pokreće konvencionalni turbogenerator. Po svojoj isplativosti energetski tornjevi mogu konkurirati nuklearnim elektranama, a osim toga ne zagađuju okoliš;


Solarni ribnjaci su još jeftiniji način za hvatanje i skladištenje solarne energije. Umjetni ribnjak je djelimično napunjen slanom vodom (veoma slanom vodom), sa slatkom vodom na vrhu. Gustoća salamure je mnogo veća, tako da ostaje na dnu i gotovo se ne miješa s gornjim slojem. Sunčeve zrake prolaze kroz slatku vodu bez smetnji, ali ih upija slana voda, pretvarajući se u toplinu. Gornji sloj služi kao izolacija, sprečavajući donji sloj da se ohladi. Drugim riječima, solarni ribnjaci koriste isti princip kao i staklenici, samo se zemlja i staklo ovdje zamjenjuju slanom vodom, odnosno slatkom vodom. Pošto je solarni ribnjak visoko efikasan uređaj za skladištenje toplote, može kontinuirano proizvoditi energiju.

3) Energetska upotreba biomase Biomasa je bilo koja organska materija nastala fotosintezom. Njegova upotreba energije je direktna upotreba u obliku goriva ili prerada u različite vrste. Ovdje postoji nekoliko načina.

Zbog razvoja proizvodnih tehnologija i značajnog pogoršanja ekološke situacije u mnogim regijama svijeta, čovječanstvo se suočava s problemom pronalaska novih izvora energije. S jedne strane, količina proizvedene energije treba da bude dovoljna za razvoj proizvodnje, nauke i javnog sektora, s druge strane, proizvodnja energije ne bi trebalo da ima negativan uticaj na životnu sredinu.

Ovakva formulacija pitanja dovela je do traženja tzv. alternativnih izvora energije – izvora koji ispunjavaju navedene uslove. Naporima svjetske nauke, trenutno je otkriveno mnogo takvih izvora, većina ih se već koristi manje-više. Predstavljamo Vašoj pažnji kratak pregled njih:

Solarna energija

Solarne elektrane se aktivno koriste u više od 80 zemalja koje pretvaraju sunčevu energiju u električnu energiju. Postoje različiti načini takve konverzije i, shodno tome, različiti tipovi solarnih elektrana. Najčešće stanice su one koje koriste fotoelektrične pretvarače (fotoćelije) kombinovane u solarne panele. Većina najvećih svjetskih fotonaponskih instalacija nalazi se u Sjedinjenim Državama.

Energija vjetra

Vjetroelektrane (vjetroelektrane) imaju široku primjenu u SAD-u, Kini, Indiji, kao iu nekim zapadnoevropskim zemljama (na primjer, u Danskoj, gdje se na ovaj način proizvodi 25% sve električne energije). Energija vjetra je vrlo perspektivan izvor alternativne energije trenutno, mnoge zemlje značajno proširuju upotrebu elektrana ovog tipa.

Biogorivo

Glavne prednosti ovog izvora energije u odnosu na druge vrste goriva su njegova ekološka prihvatljivost i obnovljivost. Ne smatraju se sve vrste biogoriva alternativnim izvorima energije: tradicionalno ogrjevno drvo je također biogorivo, ali nije alternativni izvor energije. Alternativna biogoriva mogu biti čvrsta (treset, otpad od prerade drveta i poljoprivredni otpad), tečna (biodizel i biogorivo ulje, kao i metanol, etanol, butanol) i gasovita (vodonik, metan, biogas).

Energija plime i oseke i talasa

Za razliku od tradicionalne hidroelektrane, koja koristi energiju protoka vode, alternativna hidroenergija još nije postala rasprostranjena. Glavni nedostaci plimnih elektrana su visoka cijena njihove izgradnje i svakodnevne promjene snage, zbog čega je preporučljivo koristiti elektrane ovog tipa samo kao dio elektroenergetskih sistema koji koriste i druge izvore energije. Glavne prednosti su visoka ekološka prihvatljivost i niska cijena proizvodnje energije.

Toplotna energija Zemlje

Za razvoj ovog izvora energije koriste se geotermalne elektrane koje koriste energiju visokotemperaturnih podzemnih voda, kao i vulkana. Trenutno je češća hidrotermalna energija koja koristi energiju toplih podzemnih izvora. Petrotermalna energija, zasnovana na korištenju „suhe“ topline iz unutrašnjosti zemlje, trenutno je slabo razvijena; Glavnim problemom se smatra niska isplativost ovog načina proizvodnje energije.

Atmosferski elektricitet

(Bljeskovi munje na površini Zemlje javljaju se gotovo istovremeno na različitim mjestima na planeti.)

Energija grmljavine, zasnovana na hvatanju i akumulaciji energije munje, još je u povojima. Glavni problemi energije grmljavine su pokretljivost frontova grmljavine, kao i brzina atmosferskih električnih pražnjenja (munja), što otežava akumulaciju njihove energije.



Podijeli: