Wiadomości o rekordach w zakresie wykorzystania odnawialnych źródeł energii nie opuszczają serwisów informacyjnych od kilku lat. Według Międzynarodowej Agencji Energii Odnawialnej (IRENA) w latach 2013-2015 udział odnawialnych źródeł energii w nowych mocach w sektorze elektroenergetycznym wynosi już 60%. Oczekuje się, że do roku 2030 OZE wypchną węgiel na drugie miejsce i staną się liderami w bilansie wytwarzania energii elektrycznej (wg prognozy MAE do tego roku jedna trzecia wolumenu energii elektrycznej będzie wytwarzana w źródłach odnawialnych). Biorąc pod uwagę dynamikę uruchamiania nowych mocy, liczba ta nie wygląda zbyt fantastycznie – w 2014 roku udział OZE w światowej produkcji energii elektrycznej wyniósł 22,6%, a w 2015 roku – 23,7%.

Pod ogólnym pojęciem OZE kryją się jednak bardzo różne źródła energii. Z jednej strony jest to wielkoskalowa energetyka wodna, która z powodzeniem funkcjonuje już od dawna, a z drugiej stosunkowo nowe jej rodzaje – takie jak energia słoneczna, wiatrowa, źródła geotermalne, a nawet zupełnie egzotyczna energia fal oceanicznych. Udział energetyki wodnej w światowej produkcji energii elektrycznej utrzymuje się na stabilnym poziomie – 18,1% w 1990 r., 16,4% w 2014 r. i mniej więcej tyle samo w prognozie na 2030 r. Motorem szybkiego rozwoju odnawialnych źródeł energii w ciągu ostatnich 25 lat są właśnie „nowe” rodzaje energii (przede wszystkim energia słoneczna i wiatrowa) – ich udział wzrósł z 1,5% w 1990 r. do 6,3% w 2014 r. i oczekuje się, że utrzyma się wzrost wraz z hydroenergetyką w 2030 r., osiągając 16,3%.

Pomimo tak szybkiego tempa rozwoju odnawialnych źródeł energii, nadal nie brakuje sceptyków wątpiących w trwałość tego trendu. Na przykład Per Wimmer, były pracownik banku inwestycyjnego Goldman Sachs, a obecnie założyciel i szef własnej firmy doradztwa inwestycyjnego Wimmer Financial LLP, uważa, że ​​energia odnawialna to „zielona bańka”, podobna do bańki internetowej roku 2000 oraz kryzys kredytów hipotecznych w Stanach Zjednoczonych w latach 2007-2008. Co ciekawe, Per Wimmer jest obywatelem Danii, kraju, który od dawna jest liderem w sektorze energetyki wiatrowej (w 2015 roku duńskie farmy wiatrowe wytwarzały 42% zużycia energii elektrycznej w kraju) i zabiega o to, aby stać się najbardziej ekologicznym państwem, jeśli nie świecie, to z pewnością w Europie. Dania planuje całkowicie wyeliminować wykorzystanie paliw kopalnych do 2050 roku.

Głównym argumentem Wimmera jest to, że energia odnawialna jest niekonkurencyjna pod względem komercyjnym, a projekty wykorzystujące ją są niezrównoważone w dłuższej perspektywie. Oznacza to, że „zielona” energia jest zbyt droga w porównaniu do energetyki tradycyjnej, a rozwija się wyłącznie dzięki wsparciu rządu. Wysoki udział finansowania dłużnego w projektach OZE (do 80%) i jego rosnący koszt, zdaniem eksperta, doprowadzą albo do bankructwa firm realizujących projekty z zakresu „zielonej” energii, albo do konieczności przeznaczać coraz większą kwotę wsparcia rządowego, aby utrzymać je na stałym poziomie. Per Wimmer nie zaprzecza jednak, że odnawialne źródła energii powinny odgrywać rolę w zaopatrzeniu planety w energię, ale proponuje zapewnienie rządowego wsparcia tylko tym technologiom, które mają szansę stać się opłacalne komercyjnie w ciągu najbliższych 7-10 lat.

Wątpliwości Wimmera nie są bezpodstawne. Być może jednym z najbardziej dramatycznych przykładów jest firma SunEdison, która w kwietniu 2016 r. ogłosiła upadłość. Do tego momentu SunEdison był jedną z najszybciej rozwijających się amerykańskich firm w obszarze odnawialnych źródeł energii, którą latem 2015 roku wyceniono na 10 miliardów dolarów. Tylko w ciągu trzech lat poprzedzających upadłość firma zainwestowała 18 miliardów dolarów w nowe przejęcia, w sumie pozyskał 24 miliardy dolarów kapitału własnego i pożyczonego.

Punkt zwrotny dla inwestorów nastąpił, gdy SunEdisonowi nie udało się przejąć firmy zajmującej się fotowoltaiką dachową Vivint Solar Inc za 2,2 miliarda dolarów, co zbiegło się w czasie ze spadkiem cen ropy. W rezultacie cena akcji SunEdison spadła z najwyższego poziomu ponad 33 dolarów w 2015 r. do 34 centów w momencie ogłoszenia upadłości. Historia SunEdisona to niepokojący, choć niejasny sygnał dla branży. Zdaniem analityków projekty spółki były „dobre”, a przyczyną upadłości był zbyt szybki rozwój i duże zadłużenie.

Jednakże wyniki indeksu MAC Global Solar Energy Stock Index (indeksu śledzącego ceny akcji ponad 20 spółek publicznych działających w sektorze energii słonecznej z siedzibą w Stanach Zjednoczonych, Europie i Azji) na przestrzeni ostatnich czterech lat są również nie zachęcające.

Niejednoznaczna wydaje się także kwestia dotacji. Z jednej strony wolumen wsparcia rządowego dla odnawialnych źródeł energii na świecie z roku na rok rośnie (w 2015 roku według szacunków IEA zbliżył się do 150 miliardów dolarów, z czego 120 przypadło na sektor elektroenergetyczny, z wyłączeniem energetyki wodnej). Z drugiej strony, kopalne źródła energii są także dotowane przez państwa i to na znacznie większą skalę. W 2015 roku IEA oszacowała wielkość tych dotacji na 325 miliardów dolarów, a w 2014 roku na 500 miliardów dolarów. Jednocześnie stopniowo zwiększa się efektywność dotacji na technologie OZE (dotacje w 2015 roku wzrosły o 6%, oraz wolumen nowej mocy zainstalowanej – o 8%).

Rośnie także konkurencyjność odnawialnych źródeł energii, i to szybko, dzięki obniżeniu kosztów produkcji energii elektrycznej. Do porównania kosztów różnych źródeł energii elektrycznej często wykorzystuje się wskaźnik LCOE (uśredniony koszt energii elektrycznej – całkowity uśredniony koszt energii elektrycznej), którego kalkulacja uwzględnia wszystkie koszty zarówno o charakterze inwestycyjnym, jak i eksploatacyjnym w pełnym cyklu życia energii elektrycznej. elektrownia odpowiedniego typu. Według firmy Lazard, która co roku sporządza szacunki LCOE dla różnych rodzajów paliw, w przypadku energii wiatrowej wskaźnik ten spadł w ciągu ostatnich 7 lat o 66%, a energii słonecznej o 85%.

Jednocześnie dolne poziomy zakresu oceny LCOE dla przemysłowych elektrowni wiatrowych i słonecznych są już porównywalne lub nawet niższe od wartości tego parametru dla gazu i węgla. Pomimo tego, że metodologia LCOE nie pozwala na uwzględnienie wszystkich efektów systemowych i konieczności dodatkowych inwestycji (sieci, moc rezerwy bazowej itp.), oznacza to, że projekty energetyki wiatrowej i słonecznej stają się konkurencyjne w porównaniu do paliw tradycyjnych i bez wsparcia rządowego wsparcie.

Cechą charakterystyczną tej tendencji jest również dynamika spadku cen ogłaszanych przez przedsiębiorstwa energetyczne na aukcjach zakupu dużych wolumenów energii elektrycznej w ramach PPA (umowy zakupu energii). Na przykład kolejny rekord energii słonecznej na poziomie 2,42 centa za kWh został ustanowiony w 2016 roku w Zjednoczonych Emiratach Arabskich przez konsorcjum składające się z chińskiego producenta paneli JinkoSolar i japońskiego dewelopera Marubeni. Jeszcze w 2014 roku najniższa cena na tego typu aukcjach przekraczała 6 centów za kWh.

Podsumowując, warto jeszcze raz przypomnieć kluczowe przyczyny szybkiego rozwoju odnawialnych źródeł energii na świecie. Głównym czynnikiem stymulującym rozwój energetyki odnawialnej pozostaje dekarbonizacja, czyli podejmowanie działań mających na celu redukcję emisji gazów cieplarnianych w celu przeciwdziałania globalnemu ociepleniu. Taki był cel Porozumienia paryskiego w sprawie zmian klimatu, które zostało przyjęte 12 grudnia 2015 r. i weszło w życie 4 listopada 2016 r.

Inne korzyści wynikające z przejścia na odnawialne źródła energii obejmują poprawę warunków środowiskowych, zaopatrzenie obszarów ubogich w energię i oddalonych, a także rozwój technologii i tworzenie nowych miejsc pracy. Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii w ciągu ostatnich kilku lat przyczyniło się do powstania jednego z najbardziej zaawansowanych technologicznie przemysłów na świecie. Wielkość inwestycji w tej branży w 2015 roku oszacowano na 288 miliardów dolarów. 70% wszystkich inwestycji w wytwarzanie energii elektrycznej zrealizowano w sektorze energii odnawialnej. W tej branży (nie licząc hydroenergetyki) pracuje na świecie ponad 8 mln osób (przykładowo w Chinach jest ich 3,5 mln).

Dziś na rozwój odnawialnych źródeł energii nie należy patrzeć w oderwaniu, ale jako część szerszego procesu Transformacji Energetycznej – „transformacji energetycznej”, czyli długoterminowej zmiany struktury systemów energetycznych. Proces ten charakteryzuje się także innymi ważnymi zmianami, z których wiele wzmacnia zieloną energię, zwiększając jej szanse na sukces. Jedną z takich zmian jest rozwój technologii magazynowania energii. W przypadku odnawialnych źródeł energii zależnych od pogody i pory dnia pojawienie się takich atrakcyjnych komercyjnie technologii będzie oczywiście bardzo pomocne. Globalny proces rozwoju nowej energii jest nieodwracalny, jednak nie ma jednoznacznej odpowiedzi na pytanie o jej miejsce i rolę w rosyjskim kompleksie paliwowo-energetycznym. Najważniejsze, żeby teraz nie przegapić okazji – stawka w tym wyścigu jest dość wysoka.

WSTĘP

Współczesny rozwój energetyki w Rosji charakteryzuje się wzrostem kosztów produkcji energii. Największy wzrost kosztów energii obserwuje się w odległych rejonach Syberii i rosyjskiego Dalekiego Wschodu, Kamczatce i Wyspach Kurylskich, gdzie wykorzystywane są głównie zdecentralizowane systemy zasilania w oparciu o elektrownie diesla pracujące na paliwie importowanym. Całkowity koszt energii elektrycznej na tych obszarach często przekracza światowy poziom cen i sięga 0,25 dolara amerykańskiego lub więcej za 1 kWh.

Doświadczenia światowe pokazują, że obecnie wiele krajów i regionów skutecznie rozwiązuje problemy dostaw energii w oparciu o rozwój energii odnawialnej. Aby zintensyfikować praktyczne wykorzystanie odnawialnych źródeł energii w tych krajach, prawnie ustanowiono różne korzyści dla producentów „zielonej” energii. Jednak o decydującym sukcesie energii odnawialnej ostatecznie decyduje jej efektywność w porównaniu z innymi, bardziej tradycyjnymi elektrowniami paliwowymi. Rozwój ram technicznych i legislacyjnych energetyki odnawialnej oraz stabilne tendencje wzrostu kosztów paliw i surowców energetycznych już dziś decydują o przewadze techniczno-ekonomicznej elektrowni wykorzystujących odnawialne źródła energii. Oczywistym jest, że w przyszłości korzyści te będą rosły, poszerzając obszary zastosowań energii odnawialnej i zwiększając jej udział w światowym bilansie energetycznym.

KLASYFIKACJA ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII (OZE)

Odnawialne źródła energii (OZE) to zasoby energetyczne stale zachodzących procesów naturalnych na planecie, a także zasoby energetyczne produktów odpadowych biocenoz pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. Cechą charakterystyczną OZE jest ich niewyczerpaność, czyli zdolność do przywrócenia ich potencjału w krótkim czasie – w ciągu życia jednego pokolenia ludzi.

Zgromadzenie Ogólne ONZ, zgodnie z uchwałą 33/148 (1978), wprowadziło pojęcie „nowych i odnawialnych źródeł energii”, które obejmuje następujące formy energii: słoneczną, geotermalną, wiatrową, energię fal morskich, energię pływów oceanicznych, energia z biomasy drzewnej, węgiel drzewny, torf, zwierzęta pociągowe, łupki, piaski bitumiczne, energia wodna.

Najczęściej do odnawialnych źródeł energii zalicza się energię promieniowania słonecznego, wiatru, przepływów wody, biomasy, energię cieplną górnych warstw skorupy ziemskiej i oceanu.

OZE można sklasyfikować ze względu na rodzaj energii:

Energia mechaniczna (energia wiatru i przepływy wody);

Energia cieplna i radiacyjna (energia promieniowania słonecznego i ciepło Ziemi);

Energia chemiczna (energia zawarta w biomasie).

Jeżeli zastosujemy pojęcie jakości energii – współczynnika efektywności, który określa proporcję energii źródłowej, która może zostać zamieniona na pracę mechaniczną, wówczas OZE można sklasyfikować w następujący sposób: Odnawialne źródła energii mechanicznej charakteryzują się wysoką jakością i wykorzystywane są głównie do celów produkcja energii elektrycznej. Zatem jakość hydroenergetyki charakteryzuje się wartością 0,6...0,7; wiatr - 0,3…0,4. Jakość OZE cieplnych i promienistych nie przekracza 0,3...0,35. Wskaźnik jakości promieniowania słonecznego wykorzystywanego do konwersji fotoelektrycznej jest jeszcze niższy - 0,15...0,3. Jakość energetyczna biopaliw jest również stosunkowo niska i na ogół nie przekracza 0,3.

O możliwości i skali wykorzystania odnawialnych źródeł energii decyduje przede wszystkim ich efektywność ekonomiczna i konkurencyjność w stosunku do tradycyjnych technologii energetycznych. Głównymi zaletami OZE w porównaniu do źródeł energii wykorzystujących paliwa kopalne jest praktyczna niewyczerpaność zasobów, szerokie rozmieszczenie wielu z nich, brak kosztów paliwa oraz emisja szkodliwych substancji do środowiska. Są jednak z reguły bardziej kapitałochłonne, a ich udział w całkowitej produkcji energii jest nadal niewielki (z wyjątkiem elektrowni wodnych). Według większości prognoz udział ten w nadchodzących latach pozostanie umiarkowany. Jednocześnie w wielu krajach na całym świecie rośnie zainteresowanie rozwojem i wdrażaniem nietradycyjnych i odnawialnych źródeł energii. Dzieje się tak z kilku powodów.

Po pierwsze, OZE, ustępując tradycyjnym źródłom energii w produkcji energii na dużą skalę, już pod pewnymi warunkami sprawdzają się w małych autonomicznych systemach energetycznych, są bardziej ekonomiczne (w porównaniu do źródeł energii wykorzystujących drogie, importowane paliwo organiczne) i przyjazne dla środowiska.

Po drugie, wykorzystanie jeszcze droższych OZE w porównaniu do tradycyjnych źródeł energii może okazać się wskazane w oparciu o inne, pozaekonomiczne (środowiskowe lub społeczne) kryteria. W szczególności wykorzystanie odnawialnych źródeł energii w małych autonomicznych systemach energetycznych lub dla indywidualnych odbiorców może znacząco poprawić jakość życia ludności.

Po trzecie, w dłuższej perspektywie rola odnawialnych źródeł energii może znacząco wzrosnąć w skali globalnej. Szereg krajów i organizacji międzynarodowych prowadzi badania nad długoterminowymi perspektywami rozwoju energetyki na świecie i w jego regionach. Zainteresowanie tym problemem wynika z decydującej roli energii w zapewnieniu wzrostu gospodarczego, jej znaczącego i narastającego negatywnego wpływu na środowisko, a także ograniczonych zasobów paliw i surowców energetycznych. W związku z tym w przyszłości nieunikniona jest radykalna restrukturyzacja struktury energetycznej wraz z przejściem na wykorzystanie przyjaznych dla środowiska i odnawialnych źródeł energii. Społeczność światowa uznała potrzebę przejścia do rozwoju zrównoważonego, co wiąże się z poszukiwaniem strategii zapewniającej z jednej strony wzrost gospodarczy i podniesienie poziomu życia ludzi, szczególnie w krajach rozwijających się, a z drugiej z drugiej strony ograniczenie negatywnego wpływu działalności człowieka na środowisko do bezpiecznego poziomu, który pozwala uniknąć długoterminowych, katastrofalnych skutków. W przejściu do zrównoważonego rozwoju ważną rolę odegrają nowe technologie energetyczne i źródła energii, w tym odnawialne źródła energii.

Do głównych wad ograniczających wykorzystanie odnawialnych źródeł energii należy stosunkowo niska gęstość energii i duża zmienność. Mała moc właściwa przepływu energii powoduje wzrost parametrów masy i gabarytów elektrowni, a zmienność zasobów energii pierwotnej, aż do okresów jej całkowitego braku, powoduje konieczność stosowania urządzeń magazynujących energię lub rezerwowych źródeł energii. . W rezultacie koszt wytworzonej energii jest wysoki nawet w przypadku braku składnika paliwowego w całkowitej cenie energii.

Udział nietradycyjnych odnawialnych źródeł energii w światowym bilansie energetycznym w przyszłości szacuje się na od 1...2% do 10%, choć dziś są kraje, w których udział tych źródeł przekracza połowę krajowego bilansu energetycznego. Udział odnawialnych źródeł energii w kompleksie paliwowo-energetycznym różnych krajów świata stale rośnie. Dotyczy to zarówno krajów rozwiniętych (USA, Niemcy, Japonia, Francja, Włochy itd.), jak i zwłaszcza rozwijających się. Przykładowo w 2000 roku udział odnawialnych źródeł energii w produkcji energii elektrycznej wyniósł: Norwegia – 99,7%, Islandia – 99,9%, Nowa Zelandia – 72%, Austria – 72,3%, Kanada – 60,5%, Szwecja – 57,1%, Szwajcaria – 57,2%, Finlandia -33,3%, Portugalia - 30,3%. Ostatnia dekada ubiegłego stulecia dla świata jako całości charakteryzowała się stałym wzrostem udziału odnawialnych źródeł energii w ogólnym bilansie energetycznym większości krajów świata. Na przykład Wielka Brytania – z 2,1% do 2,7%; Niemcy – z 3,7% do 6,3%; Francja – z 13,3% do 14,6%; Włochy – od 16,4% do 18,9% itd.

Przewidując poważne konsekwencje dla środowiska, wiele krajów rozwiniętych opracowało strategię gospodarczą, która rozciąga się nie tylko na energię, ale także na inne sektory produkcji i zużycia zasobów, które mogą szkodzić środowisku. Strategia ta zakłada wiodącą rolę państwa w rozwiązywaniu problemów środowiskowych. Przykładem stymulowania rozwoju energetyki ze źródeł odnawialnych jest niemiecka „Ustawa

w sprawie priorytetu wykorzystania odnawialnych źródeł energii.” Gwałtowny wzrost skali rozwoju odnawialnych źródeł energii pod koniec XX wieku w różnych krajach świata, zwłaszcza w początkowej fazie ich rozwoju, zapewniono dzięki państwowym programom wsparcia tego sektora energii (Niemcy , Japonia, USA, Indie itp.)

biopaliwo słoneczne energia wiatrowa energia geotermalna

Odnawialne źródła energii wraz z technologiami ich wytwarzania i stosowania są uznawane przez społeczność światową za paliwo alternatywne w wyniku zanieczyszczenia paliw kopalnych.

We wszystkich przypadkach energia jest ogromna, ale jest rozproszona po całym terytorium i jest niestabilna, dlatego w zasadzie koszt jest wysoki.

Niestety, powoduje to, że większość odnawialnych źródeł energii jest nieopłacalna w przypadku projektów na dużą skalę, z wyjątkiem energetyki wodnej, gdzie natura skoncentrowała zasoby energii odnawialnej. Energia wodna ma wiele atrakcyjnych i cennych cech, ale prawa fizyki są nieubłagane.

Zasoby odnawialne obejmują

Energia wodna

Energia wodna (w skrócie HPP) to uznane i niezawodne źródło energii odnawialnej, które dostarcza większość energii elektrycznej w krajach górskich, takich jak Norwegia i Szwajcaria.

Jednakże na całym świecie liczba odpowiednich gór jest ograniczona i nie pokrywają one więcej niż około trzech procent światowego zapotrzebowania na energię.

Energia elektryczna wytwarzana w elektrowniach wodnych musi być przesyłana na duże odległości, a linie energetyczne muszą charakteryzować się niskimi stratami.

Odnawialne źródła energii są stosunkowo bezpieczne, a wskaźnik śmiertelności wynosi około czterech wypadków na tysiąc megawatów. Tamy zatrzymujące wodę muszą być niezawodne i nie stwarzać zagrożenia w przypadku zniszczenia. Czasami jednak zdarza się, zwłaszcza w przypadku tamy ziemnej, że woda zaczyna przeciekać małymi kanałami, stopniowo osłabiając tamę, aż do jej pęknięcia. Następnie ściana wody zmiata wszystko na swojej drodze. Od 1969 r. uległo awarii ponad osiem tam, co spowodowało śmierć ponad 200 osób. Jeziora w pobliżu tamy są siedliskiem dzikiej przyrody i mogą być popularne wśród ludzi. Jednak w czasie suszy poziom wody spada i tworzą się brzydkie smugi błota. Ponadto jeziora te mogą niszczyć malownicze doliny z wioskami i cennymi gruntami rolnymi.

Wiatr

Spośród pozostałych źródeł energii odnawialnej najbardziej obiecujący jest wiatr. Wiatraki były używane od czasów starożytnych, a generatory wiatrowe są obecnie częstym widokiem na obszarach wiejskich. Mają kilka wad, jednak główną z nich jest to, że wiatr nie jest stały, a moc wyjściowa jest zmienna. Kiedy wieją porywy wiatru, oscylacje rosną, ponieważ moc wyjściowa jest proporcjonalna do sześcianu prędkości wiatru. Oznacza to, że energia jest dostępna tylko w ograniczonym zakresie prędkości wiatru, a gdy prędkość jest niska, wytwarzana jest bardzo mała ilość energii. W tym czasie, jeśli nadchodzi huragan, granica bezpieczeństwa zostaje przekroczona i należy unikać katastrofalnych zniszczeń.

Ogólne zasoby energii wiatrowej na ogół nie pokrywają wszystkich naszych potrzeb energetycznych i nie zawsze mogą być zrealizowane ze względu na wysokie koszty (dwa lub trzy razy droższe niż energia węglowa), zawodność i dużą ilość wymaganego terenu. Może jednak wnieść pożyteczny wkład, jeśli uda się znacznie obniżyć koszty.

Energia wiatrowa jest zaskakująco niebezpieczna – na tysiąc megawatów przypada pięć wypadków. Wynika to z dużej liczby turbin, które są nieuchronnie niebezpieczne. Ponadto istnieją zagrożenia podczas budowy i konserwacji.

Coraz bardziej doceniany jest wpływ turbin wiatrowych na środowisko. Muszą być budowane w otwartych miejscach, tak aby były widoczne z wielu kilometrów. Emitują ciągły, brzęczący dźwięk, który ludzie mieszkający w pobliżu uważają za nie do zniesienia. Często osoby, które przeprowadziły się dla spokoju ducha, zmuszone są opuścić miejsce, w którym znajdują się farmy wiatrowe. Farmy wiatrowe można budować wzdłuż wybrzeża, ale zwiększa to koszty i może stanowić zagrożenie dla żeglugi.

Pomimo wieloletnich wysiłków, odnawialne źródła energii w postaci wiatru są w dalszym ciągu nierentowne i w większości przypadków opierają się na ogromnych dotacjach rządowych. Trwają badania mające na celu przezwyciężenie tych trudności, jednak wdrażanie turbin wiatrowych na dużą skalę nie jest jeszcze rozsądne.

Czasami przeciwstawia się energii wiatrowej, że ostrza zabijają dużą liczbę ptaków, których liczbę szacuje się na około 70 000 rocznie w Stanach Zjednoczonych. Liczba ta odpowiada liczbie ptaków zabitych na autostradach przez samochody.

Pływowy

Niektóre ujścia rzek są uformowane w taki sposób, że są narażone na przypływy. Podczas przypływu woda morska przepływa na pewną odległość od morza. Podczas odpływu woda ponownie spływa do morza. Ten przepływ wody może obracać turbiny i wytwarzać energię elektryczną. Takie urządzenie działa od wielu lat u ujścia rzeki La Rance we Francji i wytwarza moc 65MW. Jest to niezawodne źródło, chociaż okresy szczytu różnią się w zależności od Księżyca i Słońca, dlatego prąd nie zawsze jest dostępny w razie potrzeby.

Koszt produkcji jest w przybliżeniu dwukrotnie większy niż w przypadku konwencjonalnej elektrowni. Jest to praktycznie wykonalne, ale mało atrakcyjne na przyszłość.

Fala

Zasoby odnawialne, takie jak wykorzystanie fal, są ogromne, ale trudne do skupienia. W tym celu zbudowano kilka urządzeń, ale wynik nie jest opłacalny.

Jedno z takich urządzeń, kosztujące w Wielkiej Brytanii ponad miliony dolarów, ma moc 75 kW, co wystarcza na zaledwie 25 wewnętrznych grzejników elektrycznych.

Niebezpieczeństwo polega na tym, że na łasce burzy mogą pojawić się ogromne fale, które w ciągu kilku minut mogą zniszczyć sprzęt.

Słoneczny

Słońce emituje do ziemi energię średnio około 200 watów na metr kwadratowy, więc jest to zasób odnawialny, który otrzymujemy proporcjonalnie do powierzchni. Szacuje się, że pokrycie zapotrzebowania energetycznego czterech domów wymagałoby zastosowania kolektora wielkości dużego radioteleskopu. Światło słoneczne można wykorzystać bezpośrednio do podgrzania wody krążącej w rurach na dachu. Proces ten jest ekonomicznie uzasadniony i szeroko stosowany. Jednak gdy nie świeci słońce, musi istnieć dodatkowe źródło paliwa. Możesz skupić promienie słoneczne na kotle setek luster. Wytwarzanie pary można wykorzystać do napędzania małych turbin wytwarzających energię elektryczną. Wadą jest to, że lusterka muszą być stale obracane przez drogie serwomechanizmy, aby skoncentrować promienie słoneczne na kotle. Cały ten proces jest więc nieopłacalny.

Energię elektryczną można również wytwarzać za pomocą ogniw fotowoltaicznych. Wyprodukowanie prądu o wymaganym napięciu jest dość kosztowne. Nie jest to ekonomiczne w przypadku produkcji na dużą skalę, ale jest bardzo przydatne do wytwarzania energii w zastosowaniach, w których inne źródła nie są możliwe lub praktyczne, takich jak satelity lub sygnalizacja świetlna w odległych obszarach.

Tym samym zasoby odnawialne w postaci promieni słonecznych mają niewielkie zastosowania, które niewątpliwie zostaną opracowane w celu obniżenia kosztów ogniw fotowoltaicznych. Nie jest to jeszcze praktyczne, ekonomiczne źródło energii odnawialnej na podstawowe potrzeby.

W niektórych miejscach z ziemi wydobywa się gorąca woda. Można go wykorzystać jako zasób odnawialny, ale na małą skalę w bardzo nielicznych miejscach. W innych miejscach można wywiercić dwie pobliskie studnie, a następnie przepompować wodę tam, gdzie jest gorąca i wydobyć ją inną rurą. Woda po przejściu przez skały nagrzewa się i jest to źródło energii odnawialnej. Jeśli jednak ciepło jest bliskie i szybko wykorzystane na górze, to tylko wtedy jest jakakolwiek korzyść.

Badania wykazują, że jest to proces zupełnie nieopłacalny.

Koszt produkcji energii

W naszym społeczeństwie cena zasobów i koszty produkcji mają kluczowe znaczenie. Nawet niewielka różnica w cenie wystarczy, aby jeden zasób odnawialny zwyciężył nad innym. W przypadku odnawialnych źródeł energii sytuacja jest bardziej złożona, ponieważ wybór zależy od rozważenia zalet i wad każdego źródła. Jest to trudne, bo często są one niewspółmierne: ile na przykład jesteśmy skłonni zapłacić za zwiększenie bezpieczeństwa czy zmniejszenie wpływu na środowisko? Wreszcie nie da się oszacować kosztów zakłóceń w środowisku, na przykład spowodowanych globalnym ociepleniem i zmianami klimatycznymi. Ten wydatek może być największy ze wszystkich.

Czasami mówi się, że badania udoskonalą istniejące źródła, a tym samym wyeliminują obecne niedociągnięcia. Z reguły jest to prawdą.

Ale w niektórych przypadkach wada jest konsekwencją praw fizyki i wtedy nigdy nie da się jej pokonać. Przykładem jest zmienny charakter energii wiatrowej. Po prostu nie da się utrzymać stałego wiatru przez cały czas.

Na całym świecie zapotrzebowanie na surowce odnawialne jest tak pilne, że istotne jest wykorzystanie istniejących naturalnych, odnawialnych źródeł energii, które mają perspektywy rozwoju. Oczywiście konieczna jest kontynuacja badań nad nowymi źródłami, ale nie możemy czekać. Od wielu lat miliony ludzi cierpią z powodu braku zasobów energii.

Badania pokazują, że wszystkie zasoby odnawialne i nieodnawialne mają poważne wady: ropa naftowa i gaz ziemny szybko się wyczerpują. Tak czy inaczej, wszystkie paliwa kopalne, zwłaszcza węgiel, zanieczyszczają ziemię. Energia wodna jest ograniczona, energia wiatrowa i słoneczna są zawodne.

Jeśli to koniec tej historii, przyszłość rysuje się w czarnych barwach. Jednak jest jeszcze jeden

OdnawialneZwyczajowo nazywa się te zasoby planety, które można przywrócić w sposób naturalny. Na przykład: wiatr, słońce, pływy, ciepło geotermalne. Warto zauważyć, że źródła te nazywane są odnawialnymi, ze względu na skalę czasu ludzkiego. Przecież nawet słońce kiedyś przestanie świecić, ale stanie się to dopiero po kilku miliardach lat.

Dziś jest już ponad 20 krajów, których udział odnawialnych źródeł energii w całkowitym bilansie energetycznym przekracza 20%. Wśród nich: Islandia, Norwegia, Szkocja, Dania, Niemcy i inne. Istnieje również.

Energia elektryczna ze źródeł odnawialnych może być wykorzystywana zarówno na skalę przemysłową na terenie całego kraju, jak i w poszczególnych regionach wiejskich. Sekretarz generalny ONZ Ban Ki-moon stwierdził to odnawialne źródła energii pomóc biednym krajom na całym świecie stać się zamożnymi.

Do głównych odnawialnych źródeł energii na planecie należą:

• Rzeki i oceany
• Wiatr
• Słońce
• Źródła geotermalne
• Biomasa

Energia wody

Sektor energii, który przetwarza energię wody na energię elektryczną, nazywa się energią wodną.

Istnieje kilka rodzajów źródeł energii wodnej:

Energia rzek
Energia fal
Energia pływów

Turbiny wiatrowe instalowane są także na oceanie, gdzie energia wiatru jest zazwyczaj większa ze względu na brak przeszkód.

Turbiny wiatrowe na lądzie

Energia słoneczna

Energię słoneczną można bezpośrednio przekształcić w energię elektryczną za pomocą paneli słonecznych. Lub wykorzystywana do podgrzewania wody, powstająca para napędza turbiny.Światło słoneczne może padać bezpośrednio na panele słoneczne lub może zostać wstępnie skoncentrowane za pomocą soczewek.

Skoncentrowana energia słoneczna (CSP)

Fotowoltaiczna elektrownia słoneczna
Energię słoneczną można wykorzystać do sztucznej fotosyntezy. Dzieje się tak, gdy w wyniku działania słońca woda rozkłada się na tlen i wodór.
W chwili obecnej największą przeszkodą w rozwoju energetyki słonecznej pozostaje wysoka cena paneli fotowoltaicznych. Naukowcy wciąż poszukują nowych materiałów, które pozwolą obniżyć ceny paneli fotowoltaicznych.

Energia geotermalna

Nasza Ziemia jest ogromnym źródłem energii cieplnej. Energia ta pochodzi z rdzenia i jest również wynikiem rozkładu materii organicznej.

Wodę podgrzaną w głębi ziemi można wykorzystać do ogrzewania domów lub przekształcić w energię elektryczną. Przeczytaj jak pozyskać prąd ze źródeł geotermalnych

Wyrażenie „energia odnawialna” lub regeneracyjna, czyli „zielona energia”, oznacza źródła energii, które są niewyczerpalne według ludzkich standardów. W środowisku jest reprezentowany w szerokim spektrum - słońce, wiatr, woda, w tym fale i prądy morskie, oceaniczne siły pływowe, biomasa, ciepło geotermalne.

W ostatnich latach energetyka alternatywna zyskała powszechny rozwój. Reprezentowana jest przez szeroką gamę rodzajów odnawialnych źródeł energii, które są stale odnawiane.

Termin „odnawialne źródła energii” odnosi się do określonych form energii wytwarzanych w warunkach naturalnych, w wyniku naturalnych procesów zachodzących na powierzchni Ziemi.

Umownie dzieli się je na klasy – odnawialne i nieodnawialne:

• Pierwsza klasa obejmuje źródła, które według ludzkich standardów mają niewyczerpane źródła energii. Są one stale uzupełniane w sposób naturalny, gdy planeta przechodzi przez pewien cykl;
• drugą klasę reprezentują nieodnawialne zasoby naturalne, do których zalicza się gaz, ropę naftową, węgiel i uran. Odnoszą się do zasobów energii, które z biegiem czasu ulegają zmniejszeniu, bez przywracania ich do poprzednich rozmiarów.

Energia odnawialna jest dostarczana z zasobów obejmujących światło słoneczne, przepływ wody, pływy i ciepło geotermalne. Ich odnowę ułatwia obieg wody w przyrodzie, którego cykliczność jest zdeterminowana porą roku. Zjawisko to w sposób naturalny sprzyja stałemu uzupełnianiu energii.

OZE dzieli się na grupy – źródła tradycyjne i nietradycyjne

Do pierwszej grupy zaliczają się:

• energia hydrauliczna wody, która jest przekształcana w energię elektryczną. Każda elektrownia wytwarza go poprzez działanie zainstalowanych na niej urządzeń hydraulicznych;
• energia z biomasy uzyskiwana poprzez spalanie węgla drzewnego, drewna opałowego i torfu. Służy głównie do wytwarzania ciepła dostarczanego do systemu grzewczego budynków mieszkalnych i niemieszkalnych;
• energia geotermalna, która powstaje w wyniku naturalnego rozkładu i absorpcji energii słonecznej przez minerały znajdujące się we wnętrzu ziemi. Krótko mówiąc, słońce jest niewyczerpanym źródłem energii. Jego promieniowanie cieplne zamieniane jest na energię elektryczną za pomocą fotokomórek i silników cieplnych.

Do drugiej grupy zalicza się energię występującą w otaczającej człowieka naturze:

• słoneczny;
• wiatr;
• fale i prądy morskie;
• Pływów oceanicznych;
• biopaliwa;
• niskotemperaturowe, termiczne.

Zasadą wykorzystania energii odnawialnej jest wydobywanie jej z procesów geologicznych stale zachodzących w środowisku. Jest udostępniany konsumentowi, który wykorzystuje go do rozwiązywania problemów technicznych i zaspokajania swoich potrzeb.

Charakterystyka poszczególnych OZE

Wiele nietradycyjnych i odnawialnych źródeł energii można z łatwością zainstalować w budynkach mieszkalnych. Niektóre jej typy mogą być stosowane w przemyśle ciężkim i lekkim, instalowane w budynkach przemysłowych. Należą do nich zasoby odnawialne, które zapewnia człowiekowi sama natura.

Największą popularność zyskała energia z biomasy, będąca jednym z rodzajów „zielonej energii”. Umożliwia racjonalne wykorzystanie zasobów naturalnych planety. Zasobami są odpady z przemysłu drzewnego, papierniczego, rolnictwa, w tym odpady bytowe i budowlane, z których w sposób naturalny powstaje metan.

Masy powietrza atmosferycznego są rodzajem wiecznego, niewyczerpanego źródła, ponieważ posiadają ogromną energię kinetyczną. Poruszają się pod wpływem geologicznej aktywności wiatru. Jej moc przekształcana jest w energię elektryczną za pomocą turbin wiatrowych. Pomimo dość wysokiego kosztu, z powodzeniem stosuje się je na obszarach o spokojnym krajobrazie.

Kolejnym wiecznym źródłem energii jest Słońce. Energia słoneczna to jeden z obszarów odnawialnych źródeł energii, polegający na bezpośrednim wykorzystaniu promieniowania słonecznego do produkcji energii. Jest to bezpłatne źródło odnawialne. Ponadto zaliczana jest do „czystej energii”, która nie wytwarza szkodliwych odpadów. Ale instalacje fotowoltaiczne mają zastosowanie tylko na tych szerokościach geograficznych planety, gdzie jest wystarczająco dużo światła słonecznego, aby wytworzyć energię elektryczną.

Przepływ wody jest niewyczerpanym źródłem energii potencjalnej i kinetycznej. Podczas pracy zamienia się w prąd elektryczny. Uderzającym przykładem wykorzystania energii hydraulicznej rzek i wody jest budowa małych i mikroelektrowni wodnych, a także dużych elektrowni wodnych o dużych mocach.

W wielu krajach popularność zyskały małe i mikroelektrownie wodne, wykorzystujące energię odnawialnych źródeł małych cieków wodnych do wytwarzania prądu elektrycznego. Należy zaznaczyć, że w ostatnich latach budowa dużych elektrowni wodnych została ograniczona do minimum.

„Zielona energia” jest reprezentowana przez energię przypływów i odpływów oceanicznych, fal i prądów morskich. Na ich użytek na brzegach mórz i oceanów budowane są stacje pływowe. Przetwarzają energię kinetyczną obrotu Ziemi, która powstaje pod wpływem sił grawitacyjnych Księżyca i Słońca, które dwa razy dziennie zmieniają poziom wody.

Zalety i wady odnawialnych źródeł energii

Główną zaletą jest to, że odnawialne źródła energii są tanim źródłem energii. Jest to niewyczerpane źródło energii, która dostarczana jest do środowiska w nieograniczonych ilościach i nie jest efektem celowej działalności człowieka.

Należy to odnotowaćże odnawialne źródła energii mają jedną wadę. Charakteryzuje się niskim stopniem koncentracji, przez co powstająca energia nie może być przenoszona na duże odległości. Z OZE należy co do zasady korzystać w pobliżu odbiorcy.

Odnawialna energia przyszłości

Naukowcy na całym świecie dalej rozwijają technologię paliwa wodorowego, która uwalnia energię poprzez fuzję atomów wodoru w atom helu. W przyszłości zamierzają pozyskiwać zasoby odnawialne nie tylko z wykorzystaniem struktur naziemnych, ale także satelitów Ziemi, aby wykorzystać energię kosmiczną zlokalizowaną w czarnych dziurach.

Główne przesłanki rozwoju odnawialnych źródeł energii w Federacji Rosyjskiej:

• zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego kraju;
• ochrona środowiska, która zapewni bezpieczeństwo ekologiczne;
• osiągnięcie nowego poziomu na światowym rynku energii odnawialnej, zgodnie z ogólnym planem strategicznym rozwoju państwa;
• wdrożenie środków pomagających zachować nasze własne zasoby odnawialne dla przyszłych pokoleń;
• zwiększenie zużycia surowców wykorzystywanych jako paliwo.

W przyszłości wykorzystanie odnawialnych źródeł energii pozwoli ludzkości uzupełnić deficyt paliwowy i obniżyć koszty produkcji paliw, ciepła i oleju silnikowego. Ponadto ich zastosowanie oczyszcza atmosferę, co niewątpliwie przyczyni się do poprawy sytuacji ekologicznej planety.

Podsumowując, należy stwierdzić, że odnawialne źródła energii mają niewątpliwą zaletę. Leży w ich niewyczerpalności i czystości środowiska. Można je stosować bez obaw, gdyż nie zaburzają one bilansu energetycznego planety. Ponadto wszędzie wokół niego można znaleźć zasoby odnawialne.