Альтернативная энергетика синоним

Альтернати́вная энерге́тика — совокупность перспективных способов получения, передачи и использования энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при, как правило, низком риске причинения вреда окружающей среде.

Все значения словосочетания «альтернативная энергетика»

• альтернатива
• (ещё ассоциации…)

• энергия
• электроэнергия
• электростанция
• электричество
• ток
• (ещё ассоциации…)

• Разбор по составу слова «энергетика»

• Как правильно пишется слово «альтернативный»
• Как правильно пишется слово «энергетика»

Альтернати́вная энерге́тика — совокупность перспективных способов получения, передачи и использования энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при, как правило, низком риске причинения вреда окружающей среде.

Источник: Wipedia.org

Фраза «альтернативная энергетика»

Фраза состоит из двух слов и 24 букв без пробелов.

Синонимы к фразе «альтернативная энергетика»

Какие близкие по смыслу слова и фразы, а также похожие выражения существуют. Как можно написать по-другому или сказать другими словами.

Фразы

• + альтернативная энергетика −
• + альтернативные источники энергии −
• + в области энергетики −
• + ветровые электростанции −
• + водородная энергетика −
• + возобновляемая энергетика −
• + вредные выбросы в атмосферу −
• + гибридный автомобиль −
• + государственные инвестиции −
• + дополнительное финансирование −
• + ископаемое топливо −
• + каталитический крекинг −
• + конструкционные материалы −
• + космическая индустрия −
• + малая энергетика −
• + малые и средние предприятия −
• + машиностроительный комплекс −
• + новая технология −
• + потребительская электроника −
• + прикладные исследования −
• + производство электроэнергии −
• + развитие атомной энергетики −
• + реактор на быстрых нейтронах −
• + реальный сектор экономики −

Ваш синоним добавлен!

Написание фразы «альтернативная энергетика» наоборот

Как эта фраза пишется в обратной последовательности.

акитегренэ яанвитанретьла 😀

Написание фразы «альтернативная энергетика» в транслите

Как эта фраза пишется в транслитерации.

в латинской🇬🇧 alternativnaya energetika

Как эта фраза пишется в пьюникоде — Punycode, ACE-последовательность IDN

xn--80aaahntsrdzue8j4b xn--80affbpmqzu8h

Как эта фраза пишется в английской Qwerty-раскладке клавиатуры.

fkmnthyfnbdyfz'ythutnbrf

Написание фразы «альтернативная энергетика» шрифтом Брайля

Как эта фраза пишется рельефно-точечным тактильным шрифтом.

⠁⠇⠾⠞⠑⠗⠝⠁⠞⠊⠺⠝⠁⠫⠀⠪⠝⠑⠗⠛⠑⠞⠊⠅⠁

Передача фразы «альтернативная энергетика» на азбуке Морзе

Как эта фраза передаётся на морзянке.

⋅ – ⋅ – ⋅ ⋅ – ⋅ ⋅ – – ⋅ ⋅ – ⋅ – ⋅ ⋅ – – ⋅ ⋅ ⋅ – – – ⋅ ⋅ – ⋅ – ⋅ – ⋅ ⋅ – ⋅ ⋅ – ⋅ ⋅ ⋅ – ⋅ – – ⋅ ⋅ – ⋅ ⋅ – ⋅ – ⋅ –

Произношение фразы «альтернативная энергетика» на дактильной азбуке

Как эта фраза произносится на ручной азбуке глухонемых (но не на языке жестов).

Передача фразы «альтернативная энергетика» семафорной азбукой

Как эта фраза передаётся флажковой сигнализацией.

Остальные фразы со слова «альтернативная»

Какие ещё фразы начинаются с этого слова.

• альтернативная алгебра
• альтернативная биохимия
• альтернативная версия
• альтернативная версия истории
• альтернативная вселенная
• альтернативная гипотеза
• альтернативная гражданская служба
• альтернативная гражданская служба в россии
• альтернативная диспозиция
• альтернативная дорога
• альтернативная жизнь
• альтернативная земля
• альтернативная интерпретация
• альтернативная информация
• альтернативная история
• альтернативная комедия
• альтернативная концепция
• альтернативная культура
• альтернативная личность
• альтернативная медицина
• альтернативная модель
• альтернативная музыка
• альтернативная наука
• альтернативная оксидаза

Ваша фраза добавлена!

Остальные фразы из 2 слов

Какие ещё фразы состоят из такого же количества слов.

• а вдобавок
• а вдруг
• а ведь
• а вот
• а если
• а ещё
• а именно
• а капелла
• а каторга
• а ну-ка
• а приятно
• а также
• а там
• а то
• аа говорит
• аа отвечает
• аа рассказывает
• ааронов жезл
• аароново благословение
• аароново согласие
• аб ово
• абажур лампы
• абазинская аристократия
• абазинская литература

Комментарии

@lzot 03.01.2020 13:30

Что значит фраза «альтернативная энергетика»? Как это понять?..

Ответить

@hidozq 12.09.2022 06:01

1

Народный словарь великого и могучего живого великорусского языка.

Онлайн-словарь слов и выражений русского языка. Ассоциации к словам, синонимы слов, сочетаемость фраз. Морфологический разбор: склонение существительных и прилагательных, а также спряжение глаголов. Морфемный разбор по составу словоформ.

По всем вопросам просьба обращаться в письмошную.

Содержание

• Определения
• Альтернативные источники энергии, формы и технологии
• Солнечная
• Ветер
• Геотермальный
• Гидроэнергетика или гидроэнергетика
• Биомасса
• Биотопливо
• Биоспирты
• Биодизель
• Биогаз
• Другое биотопливо
• Трата
• Древесина
• Энергия приливов
• Волновая энергия
• Другие альтернативные источники энергии
• Водородное топливо
• Молния
• Ядерная энергия
• Краткий исторический обзор

Альтернативная энергетика — термин для любой нетрадиционной формы, источника или технологии энергии, отличающейся от популярных в настоящее время форм, источников или технологий. Сегодня он обычно используется в контексте альтернативы энергии, получаемой из популярных ископаемых видов топлива, и, таким образом, включает энергию, полученную из таких экологически предпочтительных источников, как солнечная энергия, энергия воды, биомасса, ветер, геотермальная энергия, тепловая энергия океана, воздействие волн и приливов. .

Термин «альтернативная энергия» также используется для обозначения энергии, получаемой из источников и технологий, не связанных с истощением природных ресурсов или значительным ущербом для окружающей среды. Таким образом, он используется как синоним «возобновляемой энергии» и «зеленой энергии». Хотя по большинству определений существует существенное совпадение между формами энергии, источниками и технологиями, которые подпадают под эти три категории, а альтернативная энергия часто применяется для получения энергии без нежелательных экологических последствий или с меньшим воздействием на окружающую среду, эти три термина также были определены по-разному. Возобновляемая энергия обычно относится к энергии, полученной из устойчивых природных ресурсов, которые постоянно пополняются в относительно короткие сроки (например, получаемой из таких возобновляемых природных ресурсов, как биомасса, солнечный свет, ветер, вода и т. Д.), В то время как «зеленая энергия» «ссылается на то подмножество возобновляемых источников энергии, которое наносит наименьший вред окружающей среде. Как указано в первом абзаце, до того, как природный газ приобрел популярность, этот источник энергии можно было отнести к категории альтернативных источников энергии, но не к категории возобновляемых источников энергии.

Развитие альтернативных источников энергии дает возможность удовлетворить потребности человечества в области развития, но с учетом защиты окружающей среды. Таким образом, он интегрируется с целью устойчивого развития.

Определения

Существует множество определений альтернативной энергетики (общие примеры см. В таблице ниже).

Есть множество других определений. Смит и Тейлор (2008) в своей книге Возобновляемые и альтернативные источники энергии, определите альтернативные энергетические технологии как «те, которые не получены из ископаемого топлива, но также считаются невозобновляемыми», а технологии возобновляемых источников энергии — как технологии, использующие энергию из неисчерпаемых источников »(солнце, ветер, волны, биомасса, падающая вода, выделяемое тепло под поверхностью земли).

Источник	Определение
Агентство по охране окружающей среды США	Энергия, полученная из нетрадиционных источников (например, сжатый природный газ, солнечная энергия, гидроэлектростанция, ветер).[1]
Третий оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК)	Энергия, полученная из источников неископаемого топлива.[2]
Словарь английского языка Коллинза	Также называется: возобновляемая энергия. Форма энергии, полученная из природного источника, такого как солнце, ветер, приливы или волны.[3]
Словарь случайных домов	Энергия, такая как солнечная, ветровая или ядерная энергия, которая может заменить или дополнить традиционные источники ископаемого топлива, такие как уголь, нефть и природный газ.[4]
Princeton WordNet	Энергия, полученная из источников, которые не используют природные ресурсы и не наносят вред окружающей среде.[5]

Как отмечалось выше, во многих определениях альтернативной энергии этот термин используется как синоним возобновляемой энергии. Агентство по охране окружающей среды США (2014 г.) определяет возобновляемые источники энергии как «естественные пополняемые энергоресурсы, такие как биомасса, гидро-, геотермальные, солнечные, ветряные, термальные источники океана, волны и приливы». Партнерство EPA в области зеленой энергии (2013) определяет термин как «возобновляемая энергия включает ресурсы, которые зависят от источников топлива, которые восстанавливаются за короткие периоды времени и не уменьшаются». Межправительственная группа экспертов по изменению климата (2001 г.) определяет возобновляемые источники энергии как «источники энергии, которые в короткие сроки по сравнению с естественными циклами Земли являются устойчивыми и включают неуглеродные технологии, такие как солнечная энергия, гидроэнергетика и ветер, а также углеродно-нейтральные технологии, такие как биомасса ».

Альтернативные источники энергии, формы и технологии

Сегодня следующие виды энергии считаются альтернативными:

• Солнечная
• Ветер
• Геотермальный
• Гидроэнергетика или гидроэнергетика
• Биомасса
  • Биотопливо (биоспирты, биодизель, биогаз, другое биотопливо)
  • Трата
  • Древесина
• Приливная сила
• Мощность волны
• Другие альтернативные источники энергии
  • Водородное топливо
  • Освещение
  • Ядерная энергия

Солнечная

Вообще говоря, солнечная энергия — это энергия Солнца. Около 174 петаватт (PW 10¹⁵ ватт) солнечной радиации достигает атмосферы Земли каждый год (Smil 1991).Примерно 30% отражается обратно в космос, в то время как остальная часть поглощается облаками, океанами и сушей (примерно 3 850 000 экджоулей (ЭДж) в год (Smil 2006)), причем примерно 50% достигают поверхности Земли. В целом энергия солнечного света дает около 1000 ватт на квадратный метр в безоблачный день в полдень, и в среднем по всей поверхности Земли каждый квадратный метр собирает около 4,2 киловатт-часа энергии каждый день. Этот свет может быть преобразован в тепловую (тепловую) энергию и преобразован путем фотосинтеза в химическую энергию, которая может использоваться для подпитки жизнедеятельности организмов. Эта солнечная энергия влияет на климат и погоду и поддерживает практически все живое на Земле.

Что касается альтернативной энергетики, солнечная энергия относится к энергии, которая извлекается из солнечного излучения, используя лучистый свет и тепло Солнца для практических целей. Срок солнечная энергия либо используется как синоним солнечной энергии, либо используется более конкретно для обозначения преобразования солнечного света в электричество. Солнечная энергия может использоваться на разных уровнях по всему миру, в основном в зависимости от расстояния от экватора.

На самом деле почти все возобновляемые источники энергии, особенно за исключением геотермальной и приливной, получают энергию от солнца. Например, ветры дуют отчасти из-за поглощения солнечной радиации атмосферой Земли. Даже невозобновляемые источники энергии, такие как уголь, газ и нефть, предполагают накопление энергии солнечного света, сохраняемой под земной корой. Среди возобновляемых источников солнечной энергии на долю энергии ветра и волн, гидроэлектроэнергии и биомассы приходится более 99,9% доступного потока возобновляемой энергии (Smil 2006; Scheer 2002).

Излучаемый свет солнечной энергии и тепло от солнца используются с использованием ряда постоянно развивающихся технологий, таких как солнечное отопление, солнечная фотоэлектрическая энергия, солнечное тепловое электричество, солнечная архитектура и искусственный фотосинтез (IEA 2011; RSC 2014). Технологии использования солнечной энергии восходят к временам древних греков, индейцев, коренных американцев и китайцев, которые обогревали свои здания, ориентируя их на солнце (Butti and Perlin 1981). Британский астроном Джон Гершель использовал ящик солнечного теплового коллектора во время экспедиции в Африку для приготовления еды (EIA 2017). Современные солнечные технологии обеспечивают отопление, освещение, электричество и даже полет (USDOE).

В рамках этих широких классификаций существует множество технологий использования солнечной энергии: активные, пассивные, прямые и косвенные.

• В активных солнечных системах используются электрические и механические компоненты, такие как механизмы слежения, насосы и вентиляторы, для улавливания солнечного света и преобразования его в полезные продукты, такие как отопление, освещение или электричество.
• Пассивные солнечные системы используют немеханические методы для управления захватом солнечного света и распределения этой энергии на полезные выходы, такие как обогрев, освещение, охлаждение или вентиляция. Эти методы включают в себя выбор материалов с благоприятными тепловыми свойствами для поглощения и удержания энергии, проектирование пространств, в которых воздух естественным образом циркулирует для передачи энергии, и привязку положения здания к солнцу для улучшения захвата энергии. В некоторых случаях пассивные солнечные устройства могут иметь механический механизм с тем важным отличием, что этот механизм является автоматическим и приводится в действие напрямую от солнца.
• Прямое солнечное излучение обычно относится к технологиям или эффектам, которые включают одноступенчатое преобразование солнечного света, которое приводит к пригодной для использования форме энергии.
• Косвенное солнечное излучение обычно относится к технологиям или эффектам, которые включают в себя многоступенчатые преобразования солнечного света, которые приводят к пригодной для использования форме энергии.

Сбор солнечной радиации и преобразование ее в электричество — производство солнечной энергии — может осуществляться двумя способами: (1) напрямую с использованием фотоэлектрических элементов (фотоэлектрические устройства) или «солнечных элементов»; или (2) косвенно используя солнечные тепловые / электрические электростанции. Первый метод включает в себя группировку отдельных фотоэлементов в панели и группирование панелей, начиная от небольших ячеек и заканчивая электрическими часами и калькуляторами, и теми, которые питают отдельные дома, и производящими электроэнергию на электростанциях, занимающих много акров земли. Второй способ использует концентрированную солнечную энергию (CSP), посредством чего линзы или зеркала концентрируют большую площадь солнечного света или солнечную тепловую энергию на небольшой площади. Электроэнергия вырабатывается, когда концентрированный свет преобразуется в тепло, которое приводит в действие тепловой двигатель (обычно паровую турбину), подключенный к генератору электроэнергии, или запускает термохимическую реакцию. В 2012 году в США было 12 таких электростанций (EIA 2017).

Преимущества солнечной энергетической системы включают огромный потенциал с точки зрения энергии, падающей на землю, низкое воздействие на окружающую среду и отсутствие производства углекислого газа и загрязнителей воздуха. Ограничениями, препятствующими крупномасштабному внедрению солнечной энергии, являются неэффективность существующих солнечных технологий и их стоимость. Кроме того, количество солнечного света варьируется в зависимости от погодных условий, местоположения, времени суток и времени года, а также от потребности в большой поверхности для сбора энергии, поскольку он не передает концентрированную энергию в каком-либо одном месте (IEA 2014 ).

Ветер

Вообще говоря, энергия ветра — это форма энергии, создаваемой ветром. Ветер, поток воздуха в больших масштабах, вызван перепадами атмосферного давления. Когда существует разница в атмосферном давлении, воздух перемещается из области с более высоким давлением в область с более низким давлением, в результате чего возникают ветры с разной скоростью. В глобальном масштабе двумя основными движущими факторами крупномасштабных ветров (атмосферной циркуляции) являются разный нагрев между экватором и полюсами (разница в поглощении солнечной энергии, приводящая к силам плавучести) и вращение планеты.

Что касается альтернативной энергетики, энергия ветра относится к энергии, получаемой от ветра для практических целей. Срок ветровая энергия используется как синоним преобразования энергии ветра в полезную форму энергии, или, более конкретно, как производство электричества с помощью ветра. Среди способов использования энергии ветра — ветряные турбины для производства электроэнергии, ветряные мельницы для механической энергии, ветряные насосы для перекачки воды или дренажа или паруса для движения судов.

Крупные ветряные электростанции состоят из сотен отдельных ветряных турбин, подключенных к сети передачи электроэнергии. Для новых построек береговый ветер является относительно недорогим источником электроэнергии, в то время как небольшие береговые ветряные электростанции обеспечивают электричеством изолированные места. Коммунальные предприятия все чаще покупают излишки электроэнергии, произведенной небольшими домашними ветряными турбинами. Оффшорный ветер более устойчив и сильнее, чем на суше, и оффшорные фермы имеют меньшее визуальное воздействие, но затраты на строительство и техническое обслуживание значительно выше. Плавучие ветряные электростанции похожи на обычные ветряные электростанции, но разница в том, что они плавают посреди океана. Морские ветряные электростанции могут быть размещены в воде на глубине до 40 метров (130 футов), тогда как плавающие ветряные турбины могут плавать в воде на глубине до 700 метров (2300 футов) (Horton 2008). Преимущество плавучей ветряной электростанции заключается в возможности справляться с ветрами открытого океана. Без каких-либо препятствий, таких как холмы, деревья и здания, ветры из открытого океана могут достигать скорости в два раза быстрее, чем в прибрежных районах.

Энергия ветра в ночное время считается наиболее экономичной формой электроэнергии, с помощью которой можно синтезировать топливо, потому что кривая нагрузки для электроэнергии резко достигает пиков в самые теплые часы дня, но ветер имеет тенденцию дуть немного сильнее ночью, чем днем, поэтому цена на ночную ветроэнергетику часто намного дешевле, чем на любую альтернативу (Pearson 2012).

Ветроэнергетика предлагает ряд преимуществ в качестве альтернативы ископаемому топливу. Он многочислен, возобновляем, широко распространен, чист, не производит выбросов парниковых газов во время работы и использует мало земли. Воздействие на окружающую среду обычно менее проблематично, чем воздействие других источников энергии. Затраты относительно невысоки, и после оплаты инфраструктуры она становится практически бесплатной (Siegel 2012).

Основным недостатком ветроэнергетики является тот факт, что ветер непредсказуем, непостоянен и неустойчив, а также обеспокоенность тем, что полные затраты на использование энергии ветра недешевы и, таким образом, зависят от государственных субсидий, чтобы создать и быть конкурентоспособными. Есть также эстетические проблемы: ветряные электростанции, которые некоторые считают бельмом на глазу, ограничивают обычно живописный вид на море или в сельской местности. Кроме того, поступают жалобы на шум от турбин, и некоторые общины были вынуждены отключать свои турбины на определенное время из-за шума. Ветряные электростанции старого типа имеют турбины, которые вращаются на высоких скоростях и, таким образом, могут убивать диких птиц и летучих мышей, хотя эта конструкция изменилась, поэтому новые ветряные электростанции в значительной степени избегают такой проблемы (Siegel 2012).

Ветроэнергетика, если она будет развернута в больших масштабах, необходимых для самостоятельной замены ископаемой энергии, скорее всего, столкнется с сопротивлением общественности. Если бы 100% потребности США в энергии обеспечивались ветряными мельницами, около 80 миллионов гектаров (то есть более 40% всех доступных сельскохозяйственных угодий в Соединенных Штатах) должны были быть покрыты большими ветряными мельницами (высота ступицы 50 м и высота 250-500). м друг от друга) ((Elliott et al. 1992). Поэтому неудивительно, что основное воздействие энергии ветра на окружающую среду связано с землепользованием и меньше — со смертностью диких животных (птиц, летучих мышей и т. д.). электроэнергии, вырабатываемой ветряными мельницами в удаленных местах, маловероятно, что население будет мириться с большими ветряными электростанциями, учитывая опасения по поводу шума лопастей и эстетики (Elliott 1997).

По состоянию на 2011 год Дания вырабатывает более четверти своей электроэнергии с помощью ветра, а 83 страны по всему миру используют энергию ветра для снабжения электросетей (Sawin et al. 2011). В 2010 году производство энергии ветра составляло более 2,5% от общего потребления электроэнергии во всем мире и быстро росло более чем на 25% в год.

Геотермальный

Основная статья: Геотермальная энергия

В общих чертах, геотермальная энергия — это тепловая энергия (энергия, которая определяет температуру вещества), генерируемая и хранимая на Земле. Геотермальная энергия земной коры происходит от первоначального образования планеты (20%) и от радиоактивного распада минералов (80%). Геотермический градиент, который представляет собой разницу температур между ядром планеты и ее поверхностью, обеспечивает непрерывную передачу тепловой энергии в виде тепла от ядра к поверхности.

Что касается альтернативной энергетики, геотермальная энергия это использование внутреннего тепла Земли в практических целях и, в частности, для кипячения воды для обогрева зданий или выработки электроэнергии. Геотермальная энергия производится путем использования тепловой энергии, создаваемой и хранящейся в земле. Это считается устойчивым, потому что эта тепловая энергия постоянно пополняется (Ryback 2007). Однако наука о производстве геотермальной энергии все еще молода и становится экономически жизнеспособной. Несколько организаций, такие как Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии и Национальные лаборатории Сандиа, проводят исследования с целью создания доказанной науки о геотермальной энергии. Международный центр геотермальных исследований (IGC), немецкая исследовательская организация в области геолого-геофизических исследований, в основном занимается исследованиями в области развития геотермальной энергии.

В Соединенных Штатах геотермальная энергия является одним из возобновляемых источников энергии, используемых для производства электроэнергии, но ее рост медленнее, чем рост ветровой и солнечной энергии, и в отчете за ноябрь 2011 года отмечалось, что она производит всего 0,4% электроэнергии из всех секторов на национальном уровне. в течение первых 8 месяцев этого года, с выработкой 10 898 миллионов киловатт-часов (кВтч) за это время. Однако около 5% электроэнергии, произведенной в Калифорнии, было произведено за счет геотермальной энергии, хотя есть значительные геотермальные ресурсы, которые можно было бы использовать (EIA 2011).

Геотермальная тепловая энергия используется для выработки электроэнергии обычно через скважину, пробуренную в подземный резервуар с водой, температура которой может достигать 371 градуса по Цельсию (700 по Фаренгейту). На поверхности турбина вращается с помощью захваченного пара. Тепловые насосы используются для перемещения жидкостей по трубопроводам, проложенным под землей на глубине, где температура не сильно меняется, и доставляются в жилые или коммерческие здания. Летом этот трубопровод может отводить тепло из здания и использует более холодную жидкость для охлаждения здания. Геотермальная вода также содержится в гейзерах или горячих источниках на поверхности Земли (EIA 2011).

Геотермальная энергия — это чистый, устойчивый, экологически чистый и значительный ресурс. Тем не менее, он также сталкивается с проблемами в том, что геотермальные установки, как правило, привязаны к конкретным участкам и ограничены регионами с доступными залежами высокотемпературных грунтовых вод, завершение геотермальной установки занимает значительное время (от четырех до восьми лет) по сравнению со временем для ветровой или солнечной энергии. , и наблюдается нехватка линий электропередачи (EIA 2011).

Гидроэнергетика или гидроэнергетика

Энергия падающей воды и проточной воды может быть использована для обеспечения сила воды или гидроэнергетика— форма возобновляемой энергии, получаемая за счет гравитационной силы падающей или текущей воды, используемой для полезных целей. С древних времен гидроэнергетика использовалась для орошения и работы различных механических устройств, таких как водяные мельницы, лесопилки, текстильные фабрики, док-краны, бытовые подъемники и электростанции.

С начала двадцатого века термин гидроэнергетика использовался почти исключительно в связи с современным развитием гидроэнергетики, которое позволило использовать удаленные источники энергии. Гидроэлектроэнергия термин, относящийся к электроэнергии, вырабатываемой гидроэнергетикой; производство электроэнергии за счет силы тяжести падающей или текущей воды.

Другой метод, используемый для передачи энергии, включает в себя тромп: газовый компрессор с водяным приводом, который обычно использовался до появления компрессора с электрическим приводом, который чем-то похож на эрлифтный насос, работающий в обратном направлении. Тромпа производит сжатый воздух из падающей воды. Затем сжатый воздух можно было направить по трубопроводу для питания другого оборудования, находящегося на расстоянии от водопада.

Сегодня гидроэлектроэнергия является наиболее широко используемой формой возобновляемой энергии (если все категории биомассы, такие как древесина и биотопливо, не объединить в одну группу), на которую приходится 16 процентов мирового производства электроэнергии — 3 427 тераватт-часов электроэнергии в 2010 году. Китай является страной. крупнейший производитель гидроэлектроэнергии, производящий 721 тераватт-час в 2010 году и имеющий самую высокую установленную мощность гидроэлектроэнергии, 213 гигаватт (ГВт) на конец 2010 года. Гидроэнергетика производится как минимум в 150 странах, включая пять стран (Китай, Бразилия, США) , Канада и Россия), на долю которых в 2010 году приходилось около 52 процентов установленных мощностей гидроэнергетики в мире (Worldwatch 2013). Плотина «Три ущелья», пересекающая китайскую реку Янцзы, является крупнейшей в мире гидроэлектростанцией с точки зрения установленной мощности.

Стоимость гидроэлектроэнергии относительно невысока, что делает ее конкурентоспособным источником возобновляемой электроэнергии. Средняя стоимость электроэнергии от гидроэлектростанции мощностью более 10 мегаватт составляет от 3 до 5 центов США за киловатт-час (Worldwatch 2013). Гидроэнергетика также является гибким источником электроэнергии, поскольку установки можно очень быстро наращивать и уменьшать, чтобы адаптироваться к изменяющимся потребностям в энергии. После строительства гидроэлектростанции проект не производит прямых отходов и имеет значительно более низкий уровень выбросов парникового газа двуокиси углерода (CO₂), чем электростанции, работающие на ископаемом топливе (Sawin et al. 2011). Однако строительство плотин прерывает течение рек и может нанести вред местным экосистемам, а строительство крупных плотин и водохранилищ часто связано с перемещением людей и диких животных. Учитывая такие опасения, в некоторых странах строительство новых плотин на крупных реках для улавливания гидроэлектроэнергии встречает большое сопротивление, и дальнейшее расширение гидроэнергетики в Соединенных Штатах маловероятно. С другой стороны, китайская плотина «Три ущелья» начала полностью функционировать только в 2012 году.

Биомасса

Биомасса относится к биологическому материалу, полученному из живых или недавно живущих организмов, таких как растения или материалы растительного происхождения. В качестве источника энергии биомасса может использоваться либо непосредственно путем сжигания для производства тепла, либо косвенно после преобразования ее в различные формы биотоплива. Преобразование биомассы в биотопливо может быть достигнуто различными методами, которые в целом подразделяются на: термический, химический, а также биохимический методы. Это преобразование биомассы может привести к получению топлива в твердой, жидкой или газовой форме.

Биотопливо, древесина и отходы — это три основные категории использования биомассы в качестве источника энергии.

Производство альтернативной энергии из биомассы в масштабах, необходимых для замены ископаемой энергии, представляет собой серьезные экологические проблемы. Например, производство энергии из биомассы должно вырасти в 7 раз, чтобы удовлетворить текущий спрос на первичную энергию, и до 40 раз к 2100 году с учетом прогнозов экономического и энергетического роста (Хусеманн и Хусеманн 2011). Люди уже усваивают от 30 до 40% всего фотосинтетически связанного углерода во всем мире, что указывает на то, что расширение сбора дополнительной биомассы, вероятно, вызовет стресс для экосистем, в некоторых случаях ускоряя коллапс и исчезновение видов животных, которые были лишены жизненно важных источников пищи (Rojstaczer et al. 2001; Витоусек и др. 1986). Общее количество энергии, потребляемой растительностью в Соединенных Штатах каждый год, составляет около 58 квадратов (61,5 ЭДж), примерно половина из которых уже собрана в виде сельскохозяйственных культур и лесных продуктов. Оставшаяся биомасса необходима для поддержания функций и разнообразия экосистемы (Pimentel et al. 1994). Поскольку годовое потребление энергии в США составляет ок. 100 квадроциклов, энергия биомассы может обеспечить лишь очень небольшую часть. Для удовлетворения текущего мирового спроса на энергию исключительно за счет биомассы потребуется более 10% поверхности суши Земли, что сопоставимо с площадью, используемой для всего мирового сельского хозяйства (т.е. около 1500 миллионов гектаров), что указывает на дальнейшее расширение биомассы. Производство энергии будет затруднено без разжигания этического конфликта, учитывая текущую мировую статистику голода, из-за выращивания растений для производства биотоплива вместо продуктов питания (Hoffert et al. 2002; Nakicenovic et al. 1998). Конечно, разработка способов производства энергии из частей растительности, не используемых в производстве продуктов питания, таких как выброшенные несъедобные компоненты целлюлозы, поможет решить некоторые из этих трудностей.

Биотопливо

Биотопливо — это твердое, жидкое или газообразное топливо (материал, который хранит потенциальную энергию в формах, которые можно практически высвободить и использовать в качестве тепловой энергии), полученное из биомассы. Другими словами, эти виды топлива содержат энергию от геологически недавней фиксации углерода живыми или недавно живыми организмами. Примеры такой фиксации углерода встречаются у растений и микроводорослей. Как отмечает Wilkie (2013), «любое горючее топливо, полученное из недавнего (не ископаемого) живого вещества (биомассы), может считаться биотопливом, включая этанол, полученный из растительных продуктов, биодизель из растительных или животных масел, а также биогаз. из биомассы.

Биотопливо — это разновидность возобновляемой энергии, такой как солнечная, ветровая, гидро- и геотермальная. Популярность биотоплива возросла из-за роста цен на нефть и необходимости обеспечения энергетической безопасности. В 2010 году мировое производство биотоплива достигло 105 миллиардов литров (28 миллиардов галлонов США), что на 17% больше, чем в 2009 году (Worldwatch 2011). Мировое производство этанола в 2010 году достигло 86 миллиардов литров (23 миллиарда галлонов США), при этом Соединенные Штаты и Бразилия являются ведущими производителями в мире, на которые в совокупности приходится 90% мирового производства. Крупнейшим производителем биодизеля в мире является Европейский Союз, на долю которого в 2010 году приходилось 53% всего производства биодизеля (Worldwatch 2011).

Биоспирты

Биологически производимые спирты, чаще всего этанол, реже пропанол и бутанол, производятся под действием микроорганизмов и ферментов путем ферментации сахаров или крахмалов (проще всего) или целлюлозы (что сложнее). Спиртовое топливо производится путем ферментации сахаров, полученных из пшеницы, кукурузы, сахарной свеклы, сахарного тростника, патоки и любого сахара или крахмала, из которого можно производить алкогольные напитки (например, картофельные и фруктовые отходы и т. Д.).

Эти спирты также производятся химическим путем. Полученные из биологических материалов и / или биологических процессов, они известны как биоспирты (например, «биоэтанол»). Нет химической разницы между спиртами, полученными биологическим и химическим путем.

Биоэтанол. Этанол, или биоэтанол, является наиболее распространенным биотопливом во всем мире, особенно в Бразилии, но также в США и других странах. Используемые методы производства этанола — это ферментное переваривание (для высвобождения сахаров из хранящихся крахмалов), ферментация сахаров, дистилляция и сушка. Этанол производится в основном из углеводов, производимых сахарными или крахмальными культурами, такими как кукуруза или сахарный тростник. Процесс дистилляции требует значительных затрат энергии для получения тепла (часто неприемлемое ископаемое топливо природного газа, но целлюлозная биомасса, такая как жмых, отходы, оставшиеся после прессования сахарного тростника для получения его сока, также можно использовать более рационально). Этанол можно использовать в качестве топлива для транспортных средств в чистом виде, но обычно он используется в качестве добавки к бензину для повышения октанового числа и снижения выбросов транспортных средств.

Целлюлозный этанол. Целлюлозное биотопливо, такое как целлюлозный этанол, начали производиться на промышленных предприятиях в 2013 году. Это топливо производится из целлюлозосодержащего органического материала. Целлюлоза является основным структурным компонентом зеленых растений и на сегодняшний день является самым распространенным органическим (углеродсодержащим) соединением на Земле. Первичная клеточная стенка зеленых растений состоит в основном из целлюлозы; вторичная стенка содержит целлюлозу с переменным количеством лигнина. Лигнин и целлюлоза, рассматриваемые вместе, называются лигноцеллюлозой, которая (как древесина) является наиболее распространенным биополимером на Земле. Согласно программе совместных исследований, проведенных Министерством энергетики США, коэффициенты ископаемой энергии (FER) для целлюлозного этанола, кукурузного этанола и бензина составляют 10,3, 1,36 и 0,81 соответственно (Brinkman et al.2005; Farrell et al. 2006 г.). Целлюлозная биомасса, полученная из непродовольственных источников, таких как деревья и травы, также разрабатывается в качестве сырья для производства этанола.

Даже сухой этанол имеет примерно на треть меньшее энергосодержание на единицу объема по сравнению с бензином, поэтому для проезда на такое же расстояние требуются топливные баки большего размера (следовательно, более тяжелые) или требуется больше остановок для заправки.

Биобутанол. Бутанол можно производить из биомассы (как «биобутанол»), а также из ископаемого топлива (как «петробутанол»); но биобутанол и петробутанол обладают одинаковыми химическими свойствами. Бутанол можно использовать в качестве топлива в двигателе внутреннего сгорания. Поскольку его более длинная углеводородная цепь делает его довольно неполярным, он больше похож на бензин, чем на этанол. Было продемонстрировано, что бутанол работает в транспортных средствах, предназначенных для использования с бензином без модификации, и поэтому часто утверждается, что он обеспечивает прямую замену бензина (аналогично биодизелю в дизельных двигателях). Преимущество биобутанола в двигателях внутреннего сгорания состоит в том, что его удельная энергия ближе к бензину, чем к более простым спиртам (при этом его октановое число выше на 25%); однако биобутанол в настоящее время производить труднее, чем этанол или метанол.

Биометанол. Большая часть метанола (простейшего спирта) производится из природного газа, невозобновляемого ископаемого топлива, а современный метанол также производится в каталитическом промышленном процессе непосредственно из окиси углерода, двуокиси углерода и водорода. Однако метанол также можно производить из биомассы (в виде биометанола) с помощью очень похожих химических процессов.

Биодизель

Биодизель производится из растительных масел и животных жиров.Биодизель можно использовать в качестве топлива для автомобилей с дизельными двигателями в чистом виде, но обычно он используется в качестве добавки к дизельному топливу для снижения уровня твердых частиц, окиси углерода и углеводородов в транспортных средствах с дизельными двигателями. Биодизельное топливо производится из масел или жиров с помощью переэтерификации и является наиболее распространенным биотопливом в Европе.

Биогаз

Биогаз, который также известен как биометан, свалочный газ, болотный газ и газ варочного котла, представляет собой совокупность газов (в основном метана и углекислого газа), образующихся в результате анаэробного разложения биомассы (неископаемого органического вещества) различными бактериями. Основным компонентом биогаза является газообразный метан, который составляет 50-90% по объему биогаза. Обычно в биогазе содержится от 50 до 80% метана и от 20 до 50% диоксида углерода, а в остальном — такие следовые газы, как водород, окись углерода и азот. Метан также является основным компонентом природного газа, но в природном газе обычно содержится более 70% метана, наряду с другими углеводородами (такими как бутан и пропан) и следами диоксида углерода и других химикатов. Природный газ перерабатывается таким образом, что почти полностью, на 98%, состоит из метана. Биогаз производится в различных природных средах с низким содержанием кислорода и разлагаемых органических веществах, включая болота, болота, свалки, сельскохозяйственные и другие отходы (ил сточных вод, навоз, отстойники), водные отложения, влажные почвы, а также захороненные органические вещества. например, посредством кишечной ферментации в пищеварительном тракте некоторых животных, особенно крупного рогатого скота (Wilkie 2013).

Технология биогаза позволяет извлекать его из герметичных сосудов и, следовательно, использовать его для обогрева, выработки электроэнергии, механической энергии и т. Д. Биогаз может быть получен из мусора или систем обработки отходов механической биологической очистки. Твердый побочный продукт, дигестат, можно использовать в качестве биотоплива или удобрения. Подобно природному газу, биогаз имеет низкую объемную плотность энергии по сравнению с жидким биотопливом, но его можно очистить до эквивалента природного газа и дополнительно сжать для использования в качестве транспортного топлива вместо природного газа. (Природный газ также сжимается в СПГ, чтобы использовать его в автомобилях.) Метан также подходит для использования в генераторах топливных элементов. Биогаз часто производится из отходов, но также производится из энергетического сырья биомассы (Wilkie 2013).

Свалочный газ нельзя распределять по трубопроводам природного газа, если он не очищен до уровня менее 3 процентов CO.₂, и несколько частей на миллион H₂S, потому что эти химические вещества разъедают трубопроводы.

Биогаз — это возобновляемый источник энергии, такой как энергия солнца и ветра. Кроме того, биогаз можно производить из доступного в регионе сырья, такого как переработанные отходы, и он является экологически чистым. Более половины газа, используемого в Швеции для двигателей, работающих на природном газе, — это биогаз (Wilkie 2013). В Соединенном Королевстве биогаз может заменить около 17% автомобильного топлива.

Другое биотопливо

Биотопливо из водорослей. Топливо из водорослей — это биотопливо, которое получают из водорослей. Водоросли — это фотосинтезирующие, эукариотические, похожие на растения организмы, которые используют хлорофилл для улавливания световой энергии, но не имеют характерных структур растений, таких как листья, корни, цветы, сосудистая ткань и семена. Производство водорослей для сбора масла для биотоплива еще не осуществлялось в промышленных масштабах. Но потенциально водоросли можно выращивать в коммерческих целях в таких средах, как пруды с водорослями на очистных сооружениях и масло, извлеченное из водорослей и переработанное в биотопливо. Преимущества биотоплива из водорослей заключаются в том, что его можно производить в промышленных масштабах, что позволяет избежать использования пахотных земель и пищевых культур (таких как соя, пальма и рапс), а также то, что оно дает очень высокий выход масла по сравнению со всеми другими источниками биотопливо. Таким образом, альгакультура, в отличие от биотоплива на основе пищевых культур, не влечет за собой снижения производства продуктов питания, поскольку не требует ни сельскохозяйственных угодий, ни пресной воды.

Морские водоросли, которые представляют собой макроскопические многоклеточные морские водоросли, могут быть особенно полезным источником биотоплива, поскольку им не хватает лигнина и, соответственно, не требуется земля, пресная вода или удобрения. Одна из проблем заключается в том, что, поскольку около одной трети сахаров в морских водорослях имеет форму альгината, микробы не могут преобразовать его в этанол. Однако в 2012 году ученые сообщили, что с помощью генной инженерии они создали штамм кишечная палочка для расщепления и ферментации альгината в морских водорослях, что может способствовать увеличению производства (Stokstad 2012).

Биотопливо из лигноцеллюлозы. Лигноцеллюлоза состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина и составляет структурный материал растений, в том числе древесины, трав, водных растений и других жестких структур растений. Когда обрабатываются кукуруза, пшеница и другие растительные культуры, тонны стеблей, стеблей и древесной стружки утилизируются, потому что эти отходы содержат лигноцеллюлозу, несъедобны и их трудно превратить в биотопливо. Тем не менее, ведется много исследований в отношении того, как превратить такие отходы в биотопливо. Выше целлюлозный этанол упоминался как один из побочных продуктов преобразования целлюлозной биомассы. Другие исследования проводятся, поскольку лигноцеллюлоза предлагает альтернативу ископаемому топливу (Eberly 2013).

Биотопливо из ятрофы. Несколько групп проводят исследования Jatropha curcas, ядовитое дерево, похожее на кустарник, дает семена, которые многие считают жизнеспособным источником нефтяного сырья для биотоплива (Divakara et al. 2010). Большая часть этого исследования сосредоточена на повышении общего урожая масла ятрофы с акра за счет достижений в области генетики, почвоведения и садоводства.

Биогазолин. Биогазолин — это бензин, производимый из биомассы, такой как водоросли. Как и традиционно производимый бензин, он содержит от 6 (гексан) до 12 (додекан) атомов углерода на молекулу и может использоваться в двигателях внутреннего сгорания. Биогазолин химически отличается от биобутанола и биоэтанола, поскольку это спирты, а не углеводороды.

Растительное масло. Прямое немодифицированное пищевое растительное масло обычно не используется в качестве топлива, но масло более низкого качества может использоваться и использовалось для этой цели. Отработанное растительное масло все чаще перерабатывается в биодизельное топливо или (реже) очищается от воды и твердых частиц и используется в качестве топлива. Растительное масло является альтернативным топливом для дизельных двигателей и мазутных горелок. Для двигателей, предназначенных для сжигания дизельного топлива, необходимо снизить вязкость растительного масла, чтобы обеспечить надлежащее распыление топлива, в противном случае неполное сгорание и накопление углерода в конечном итоге приведут к повреждению двигателя.

Биотопливо грибное. Группа из Российской академии наук в Москве в статье 2008 года заявила, что они выделили большое количество липидов из одноклеточных грибов и превратили их в биотопливо экономически эффективным способом. Дополнительные исследования этого вида грибов, Каннингхамеллаяпонская, и другие, вероятно, появятся в ближайшем будущем (Сергеева и др., 2008). Недавнее открытие варианта гриба Gliocladium roseum указывает на производство так называемого микодизеля из целлюлозы. Этот организм был недавно обнаружен в тропических лесах северной Патагонии и обладает уникальной способностью превращать целлюлозу в углеводороды средней длины, обычно содержащиеся в дизельном топливе (Strobel et al. 2008).

Бактерии кишечника животных для производства биотоплива. Микробная микрофлора желудочно-кишечного тракта у различных животных продемонстрировала потенциал для производства биотоплива. Недавние исследования показали, что Ту-103, штамм Clostridium Бактерии, обнаруженные в фекалиях зебры, могут превращать практически любую форму целлюлозы в бутанольное топливо (Hobgood Ray 2011). Микробы в отходах панд исследуются на предмет их использования для создания биотоплива из бамбука и других растительных материалов (Handwerk 2013).

Трата

Из отходов в энергию (WtE) или энергия из отходов (EfW) — это процесс производства энергии в виде электричества и / или тепла в результате сжигания отходов. Большинство процессов ПОЭ производят электричество и / или тепло непосредственно за счет сжигания или производят горючие виды топлива, такие как метан, метанол, этанол или синтетическое топливо.

Производство энергии с использованием отходов биомассы может внести значительный вклад в национальную возобновляемую энергетику. В Соединенных Штатах отходы биомассы занимают четвертое место среди возобновляемых источников энергии для выработки электроэнергии коммунальными предприятиями после гидроэлектроэнергии (56%), ветра (28%) и древесины биомассы (8%) с долей 4% (EIA 2018). . Большая часть этих отходов биомассы — это твердые бытовые отходы, сжигаемые в качестве топлива для работы электростанций (EIA 2018).

Сжигание, сжигание органических материалов, таких как отходы, с рекуперацией энергии, является наиболее распространенной реализацией ПОЭ. Современные мусоросжигательные заводы сильно отличаются от старых типов, некоторые из которых не регенерируют ни энергию, ни материалы. Современные мусоросжигательные заводы уменьшают объем исходных отходов на 95-96 процентов, в зависимости от состава и степени извлечения материалов, таких как металлы, из золы для повторного использования.

Среди критических замечаний по поводу производства энергии из отходов биомассы — выбросы мелких твердых частиц. Сжигание отходов в целом также имеет осложнения, связанные с выбросами тяжелых металлов, диоксинов и кислого газа, и критики утверждают, что мусоросжигательные заводы уничтожают ценные ресурсы и могут снизить стимулы к переработке.

Древесина

Древесина использовалась в качестве популярного топлива на протяжении тысячелетий. Сегодня эта твердая волокнистая структурная ткань, обнаруженная в стеблях и корнях деревьев и других древесных растений, может быть классифицирована как источник энергии, альтернативный ископаемому топливу. Древесное топливо может быть доступно в виде дров, древесного угля, щепы, листов, пеллет и опилок. Древесное топливо можно использовать для приготовления пищи и отопления, а иногда и для заправки паровых двигателей и паровых турбин, вырабатывающих электричество. Древесина может использоваться в помещении в печи, печи или камине или на открытом воздухе в печи, костре или костре.

Во многих областях древесина является наиболее доступным видом топлива, для которого не требуются инструменты в случае уборки валежной древесины или несколько инструментов, хотя, как и в любой отрасли, были разработаны специализированные инструменты, такие как трелевочные тракторы и гидравлические дровоколы. механизировать производство. Отходы лесопиления и побочные продукты строительной промышленности также включают различные формы хвостов пиломатериалов.

Дерево остается самым большим источник энергии биомассы. С точки зрения использования для производства электроэнергии в коммунальных предприятиях, в США он занимает место среди возобновляемых источников энергии после гидроэнергетики (56%) и ветра (28%), при этом на древесину из биомассы приходится 8% доли возобновляемых источников энергии. электричество (EIA 2018). В Соединенных Штатах большая часть электроэнергии из древесной биомассы производится на лесопильных и бумажных комбинатах, которые используют собственные древесные отходы для удовлетворения собственных потребностей в электроэнергии и паре (EIA 2018).

Древесный уголь — производное дерева. Брикеты из биомассы разрабатываются в развивающихся странах как альтернатива древесному углю. Этот метод включает преобразование практически любого растительного вещества в прессованные брикеты, которые обычно имеют около 70% теплотворной способности древесного угля. Примеров крупномасштабного производства брикетов относительно немного. Единственным исключением является Северное Киву на востоке Демократической Республики Конго, где вырубка леса для производства древесного угля считается самой большой угрозой среде обитания горных горилл. Персонал национального парка Вирунга успешно обучил и оборудовал более 3500 человек для производства брикетов из биомассы, тем самым заменив древесный уголь, незаконно производимый в национальном парке, и обеспечив значительную занятость для людей, живущих в крайней нищете в районах, затронутых конфликтом (Otti 2016).

Как и в случае любого пожара, при сжигании древесного топлива образуются многочисленные побочные продукты, некоторые из которых могут быть полезными (тепло и пар), а другие — нежелательными, раздражающими или опасными. Среди вредных побочных продуктов — дым, содержащий водяной пар, диоксид углерода и другие химические вещества, а также аэрозольные частицы, в том числе летучая зола едкой щелочи, которая может быть раздражающим (и потенциально опасным) побочным продуктом частично сгоревшего древесного топлива.Основным компонентом древесного дыма являются мелкие частицы, которые могут составлять значительную часть загрязнения воздуха твердыми частицами в некоторых регионах.

Энергия приливов

Приливная энергия — это форма энергии, создаваемая движением приливов. Приливные силы — это периодические изменения гравитационного притяжения со стороны небесных тел. Эти силы создают соответствующие движения или течения в Мировом океане. Из-за сильного притяжения к океанам создается выпуклость уровня воды, вызывающая временное повышение уровня моря. Когда уровень моря повышается, вода из середины океана вынуждена двигаться к береговой линии, создавая прилив. Это происходит безошибочно из-за постоянной модели орбиты Луны вокруг Земли (DiCerto 1976).

Что касается альтернативной энергетики, энергия приливов относится к энергии, которая используется для практических целей из приливов и отливов. Срок приливная сила используется как синоним преобразования приливной энергии в полезную форму энергии, или, более конкретно, как производство электричества из приливов. Приливная энергия — единственная технология, которая использует энергию, присущую орбитальным характеристикам системы Земля – Луна и, в меньшей степени, системе Земля – Солнце. Приливная энергия может рассматриваться как форма гидроэнергетики, посредством которой определение гидроэнергетики расширяется и включает в себя любой тип энергии, получаемой от движения воды.

Поскольку земные приливы в конечном итоге вызваны гравитационным взаимодействием с Луной и Солнцем, а также вращением Земли, приливная энергия практически неисчерпаема и классифицируется как возобновляемый источник энергии.

Приливный генератор преобразует энергию приливных потоков в электричество. Более сильные приливные колебания и более высокие скорости приливных течений могут резко увеличить потенциал места для производства приливной электроэнергии.

Хотя энергия приливов и отливов еще не получила широкого распространения, она потенциально может использоваться для выработки электроэнергии в будущем. Приливы более предсказуемы, чем энергия ветра и солнца. Среди источников возобновляемой энергии приливная энергия традиционно страдала от относительно высокой стоимости и ограниченной доступности участков с достаточно высокими приливными диапазонами или скоростями течения, что ограничивало ее общую доступность. Однако многие недавние технологические разработки и усовершенствования, как в конструкции (например, динамическая приливная энергия, приливные лагуны), так и в технологии турбин (например, новые осевые турбины, турбины с поперечным потоком), указывают на то, что общая доступность приливной энергии может быть намного выше, чем раньше. предполагается, и что экономические и экологические издержки могут быть снижены до конкурентного уровня.

Первая в мире крупномасштабная приливная электростанция (Rance Tidal Power Station) была введена в эксплуатацию в 1966 году.

Волновая энергия

Волновая энергия это перенос энергии поверхностными волнами океана. Волны создаются ветром, проходящим над поверхностью моря. Пока волны распространяются медленнее, чем скорость ветра, прямо над волнами, происходит передача энергии от ветра к волнам. Как разница атмосферного давления между подветренной и подветренной сторонами гребня волны, так и трение о поверхность воды ветром, заставляющее воду испытывать напряжение сдвига, вызывают рост волн (Phillips 1977).

Высота волны определяется скоростью ветра, продолжительностью времени, в течение которого ветер дует, набегом (расстояние, на котором ветер возбуждает волны), а также глубиной и топографией морского дна (которые могут фокусировать или рассеивать энергию волны). У данной скорости ветра есть соответствующий практический предел, в течение которого время или расстояние не будут вызывать более крупных волн. Как правило, более крупные волны более мощные, но мощность волны также определяется скоростью волны, длиной волны и плотностью воды.

В качестве альтернативной энергии энергия волн — это захват энергии волн для полезной цели, такой как производство электроэнергии, опреснение воды или перекачка воды (в водоемы). Волновая мощность используется как синоним волновой энергии или относится к производству электричества из энергии волн. Как и в случае с приливной энергией, силу волн можно рассматривать как форму гидроэнергетики, посредством чего определение гидроэнергетики расширяется и включает любой тип энергии, получаемой от движения воды.

Сила волн отличается от суточного потока приливной силы и устойчивого круговорота океанских течений. Генерация волновой энергии в настоящее время не является широко используемой коммерческой технологией, хотя попытки использовать ее предпринимались, по крайней мере, с 1890 года (Miller 2004). В 2008 году первая экспериментальная волновая ферма была открыта в Португалии, в Волновом парке Агусадура. Основным конкурентом волновой энергетики является оффшорная ветроэнергетика.

Другие альтернативные источники энергии

Водородное топливо

Водородное топливо — это топливо с нулевым уровнем выбросов, в котором используются электрохимические элементы или сгорание во внутренних двигателях для питания транспортных средств и электрических устройств. Он также используется в двигательных установках космических кораблей и потенциально может производиться серийно и продаваться для пассажирских транспортных средств и самолетов. Это полностью чистое горючее, поскольку единственным побочным продуктом его является вода (Hijikata 2001).

Как первый элемент периодической таблицы, водород — самый легкий элемент на Земле. Поскольку газообразный водород очень легкий, он поднимается в атмосфере и поэтому редко встречается в чистом виде, H₂ (Альторк и Басби, 2010). В пламени чистого газообразного водорода, горящего на воздухе, водород (H₂) реагирует с кислородом (O₂) с образованием воды (H₂O) и выделяет тепло. Помимо воды, при сгорании водорода могут образовываться небольшие количества оксидов азота.

2H₂ + O₂ → 2H₂O + высокая энергия

Высокая энергия + 2 часа₂O → 2H₂ + O₂

Теплота сгорания позволяет водороду действовать как топливо. Тем не менее, водород является энергоносителем (т. Е. Хранилищем энергии, сначала генерируемой другими способами), как и электричество, а не энергетическим ресурсом (FSEC 2007). Энергетические компании должны сначала производить газообразный водород, и это производство оказывает воздействие на окружающую среду (Zehner 2012). Производство водорода всегда требует больше энергии, чем может быть извлечено из газа в качестве топлива в дальнейшем (Zehner 2012). Это ограничение физического закона сохранения энергии.

Поскольку чистый водород не встречается в природе, для его производства требуется значительное количество энергии. Есть разные способы его производства, такие как электролиз и процесс парового риформинга метана. После изготовления этот энергоноситель может быть доставлен в топливные элементы и вырабатывать электроэнергию и тепло или сжигаться для запуска двигателя внутреннего сгорания. Водородное топливо может обеспечивать движущую силу для автомобилей, лодок и самолетов, переносных топливных элементов или стационарных топливных элементов, которые могут приводить в действие электродвигатель. В каждом случае водород объединяется с кислородом с образованием воды.

Поскольку процесс требует больших затрат энергии, коммерческий водород очень неэффективен (Ghirardi et al. 1997). Использование биологического вектора в качестве средства для расщепления воды и, следовательно, для производства газообразного водорода, позволило бы использовать только солнечную радиацию. Биологические векторы могут включать бактерии или, чаще, водоросли. Этот процесс известен как биологическое производство водорода (Radmer and Kok 1977). Это требует использования одноклеточных организмов для создания газообразного водорода путем ферментации. Без кислорода, также известного как анаэробная среда, нормальное клеточное дыхание не может происходить, и вступает в действие процесс, известный как ферментация. Основным побочным продуктом этого процесса является газообразный водород. Если бы мы могли реализовать это в больших масштабах, то мы могли бы использовать солнечный свет, питательные вещества и воду и создавать водородный газ, который будет использоваться в качестве плотного источника энергии (Gaffron and Rubin 1942). Крупномасштабное производство оказалось трудным. В 1999 г. сообщалось, что эти анаэробные условия были вызваны недостатком серы (Melis et al. 1999). Поскольку процесс ферментации — это эволюционная поддержка, включаемая во время стресса, клетки умирают через несколько дней. В 2000 году был разработан двухэтапный процесс, позволяющий выводить клетки из анаэробных условий и таким образом поддерживать их жизнь (Melis and Happe 2001).

Основная цель исследований — найти способ производить водород для производства энергии в больших масштабах. Перед крупномасштабным производством проводится тщательная работа для обеспечения эффективности процесса. Однако, как только механизм будет разработан, этот тип производства сможет в значительной степени удовлетворить потребности в энергии (Doebbe et al. 2007). Более 1 миллиарда долларов из федеральных денег было потрачено на исследования и разработки водородного топлива в Соединенных Штатах (Wise 2006).

Молния

С конца 1980-х годов было предпринято несколько попыток исследовать возможность получения энергии от молнии. В то время как одиночный разряд молнии несет относительно большое количество энергии (примерно 5 миллиардов джоулей (IOP 2014), эта энергия концентрируется в небольшом месте и проходит в течение чрезвычайно короткого периода времени (миллисекунды); следовательно, чрезвычайно высокий электрический ток энергия задействована (Williams 1988). Было предложено, чтобы энергия, содержащаяся в молнии, использовалась для производства водорода из воды, или для использования энергии от быстрого нагрева воды из-за молнии (Knowledge 2007), или для использования индукторов, расположенных далеко друг от друга. достаточно далеко, чтобы можно было уловить безопасную часть энергии (Helman 2011).

Технология, способная собирать энергию молнии, должна быть способной быстро улавливать высокую мощность, присущую разряду молнии. Было предложено несколько схем, но постоянно меняющаяся энергия, задействованная в каждом разряде молнии, сделала невозможным получение энергии молнии от наземных стержней. Кроме того, молнии случаются нерегулярно, и поэтому необходимо собирать и накапливать энергию; трудно преобразовать электрическую энергию высокого напряжения в мощность более низкого напряжения, которая может быть сохранена. Еще одна серьезная проблема при попытке собрать энергию от молнии — невозможность предсказать, когда и где произойдут грозы. Даже во время шторма очень сложно сказать, где именно ударит молния (IOP 2014).

Ядерная энергия

Энергия связи ядра это энергия, необходимая для расщепления ядра атома на составные части. Термин энергия связи ядра может также относиться к энергетическому балансу в процессах, в которых ядро ​​расщепляется на фрагменты, состоящие более чем из одного нуклона. Если новая энергия связи доступна при слиянии легких ядер или при расщеплении тяжелых ядер, любой из этих процессов приводит к высвобождению энергии связи. Эта энергия, доступная как ядерная энергия, может использоваться для производства электроэнергии (ядерная энергия) или в качестве ядерного оружия.

Поглощение или высвобождение ядерной энергии происходит в ядерных реакциях или радиоактивном распаде; те, которые поглощают энергию, называются эндотермическими реакциями, а те, которые выделяют энергию, — экзотермическими реакциями. Энергия потребляется или высвобождается из-за различий в энергии связи ядра между входящими и исходящими продуктами ядерной трансмутации.

Ядерная энергия или ядерная энергия — это использование экзотермического ядерного процесса ядерной энергии связи для выработки полезного тепла и электроэнергии. Этот термин включает ядерное деление, ядерный распад и ядерный синтез. В настоящее время ядерное деление элементов актинидного ряда периодической таблицы дает подавляющее большинство ядерной энергии, непосредственно служащей человечеству, с процессами ядерного распада, в первую очередь в форме геотермальной энергии, и радиоизотопных термоэлектрических генераторов в нишевых областях применения. до остальных.

В 2014 году МАГАТЭ сообщило, что имеется 438 действующих ядерных реакторов и 71 строящийся (IAEA 2013). Франция, Бельгия и Словакия используют их в качестве основного источника электроэнергии, а Франция использует свои 58 действующих ядерных реакторов для производства 75% электроэнергии. Действующие реакторы находятся в 31 стране, и некоторые страны будут запускать свои первые атомные электростанции, в том числе: Беларусь, Вьетнам, Турция, Объединенные Арабские Эмираты, Иордания, Гана, Марокко и Саудовская Аравия.Кроме того, в эксплуатации находится около 140 военно-морских судов, использующих ядерные силовые установки и приводимых в действие примерно 180 реакторами (EG 2012; WNA 2014). Ядерные (делительные) электростанции, за исключением доли ядерных ядерных реакторов деления, производили около 5,7% мировой энергии и 13% мировой электроэнергии в 2012 году (IEA 2012).

Ядерная энергия обычно не считается принадлежащей к категории возобновляемых источников энергии, хотя в 1983 году Бернард Коэн предложил рассматривать уран как возобновляемый источник энергии. Он основывал это на том факте, что он фактически неисчерпаем, и реакторы-размножители, работающие на естественном пополнении урана, взятого из морской воды, могут поставлять энергию до тех пор, пока ожидаемая продолжительность жизни Солнца (Грицевский 2008).

Краткий исторический обзор

Древесина использовалась в качестве топлива на протяжении тысячелетий. Открытие того, как разводить огонь для сжигания дров, считается одним из важнейших достижений человечества. Использование древесины в качестве источника топлива для отопления намного старше цивилизации и, как предполагается, использовалось неандертальцами. Исторически сложилось так, что его использование ограничивалось только распространением технологий, необходимых для создания искры. Дровяное тепло по-прежнему широко распространено во всем мире. Ранние примеры включают использование дровяной печи в палатках. На земле разводили костры, а дымовое отверстие в верхней части палатки позволяло дыму выходить за счет конвекции.

Историк Норман Ф. Кантор описывает, как в период позднего средневековья уголь был новым альтернативным топливом, спасшим общество от чрезмерного использования доминирующего топлива — древесины (Cantor 1993):

«Европейцы жили среди обширных лесов на протяжении ранних средневековых веков. После 1250 года они стали настолько искусными в вырубке лесов, что к 1500 году н. Э. им не хватало дров для отопления и приготовления пищи … К 1500 году Европа была на грани катастрофы с топливом и питанием, от которой она была спасена в шестнадцатом веке только сжиганием мягкого угля и выращиванием картофеля и кукуруза «.

Уголь приобретет все большую известность во время промышленной революции в конце восемнадцатого века (Clark and Jacks 2007). В то время как некоторые историки считают уголь лишь «второстепенным действующим лицом», другие историки-экономисты утверждают, что «уголь действительно был в основе промышленной революции», «ключевым преобразующим элементом промышленной революции» и что «переход от самодостаточной От органической экономики к истощению минеральных ресурсов неорганическая экономика играла центральную роль в британской промышленной революции »(Clark and Jacks 2007).

В начале девятнадцатого века китовый жир был доминирующей формой смазки и топлива для ламп, но истощение запасов китов к середине века привело к резкому росту цен на китовый жир, создав основу для внедрения нефти, которая впервые была коммерциализирована в Пенсильвании. в 1859 г.

Основа для использования алкоголя в качестве альтернативы ископаемому топливу была заложена в 1917 году, когда Александр Грэм Белл выступал за этанол из кукурузы, пшеницы и других продуктов питания в качестве альтернативы углю и нефти, заявив, что мир находится на измеримом расстоянии от истощения запасов. эти виды топлива.^[6] Для Белла проблема, требующая альтернативы, заключалась в отсутствии возобновляемости традиционных источников энергии (Bell 1917).

С 1970-х годов в Бразилии действует программа производства этанола, которая позволила стране стать вторым по величине производителем этанола в мире (после США) и крупнейшим в мире экспортером.

Поиски ядерной энергии для производства электроэнергии начались вскоре после открытия в начале двадцатого века, что радиоактивные элементы, такие как радий, выделяют огромное количество энергии в соответствии с принципом эквивалентности массы и энергии. Однако использование такой энергии было непрактичным, потому что сильно радиоактивные элементы по самой своей природе были недолговечными. Однако эта ситуация изменилась в конце 1930-х годов с открытием деления ядер. Первый искусственный реактор, известный как Chicago Pile-1, достиг критической массы 2 декабря 1942 года. Эта работа стала частью Манхэттенского проекта, в рамках которого производился обогащенный уран и строились большие реакторы для получения плутония для использования в первом ядерном оружии. . Электричество было впервые произведено ядерным реактором 20 декабря 1951 года на экспериментальной станции EBR-I недалеко от Арко, штат Айдахо. 27 июня 1954 года Обнинская АЭС СССР стала первой в мире атомной электростанцией, вырабатывающей электроэнергию для энергосистемы. Первая в мире коммерческая атомная электростанция, Колдер-Холл в Виндскейле, Англия, была открыта в 1956 году. Первым коммерческим ядерным генератором, введенным в эксплуатацию в Соединенных Штатах, стал реактор Шиппорт (Пенсильвания, декабрь 1957 года).

альтернатива
—
[А.С.Гольдберг. Англо-русский энергетический словарь. 2006 г.]

альтернатива
альтернативная стратегия
Понятие исследования операций, теории игр, теории решений, — возможный вариант решения задачи. Обычно под термином «А.», понимается как само решение, так и результат (исход) его реализации. Соответственно, множество альтернатив совпадает с множеством конечных исходов, результатов (изоморфно ему). [1] Такое отождествление в большинстве случаев оправданно, однако возможны ситуации, когда эти понятия необходимо различать (например, в ситуациях риска и неопределенности). Те задачи исследования операций, которые состоят в выборе одной из существующих (известных) А., называются задачами оценки, а задачи, которые состоят в разработке новых стратегий (если, например, существующие оказываются недостаточными для достижения цели), называются задачами разработки. В ряде случаев, например, в играх (см. Теория игр), возникает необходимость выяснения альтернативных контрстратегий, т.е. возможных действий других участников игры или действий «природы«, способных отрицательно повлиять на результаты решения задачи, несмотря на удачный выбор стратегии. Постановка задачи исследования операций может считаться законченной лишь тогда, когда определен список альтернатив и способ (критерий) выбора наилучшей из них для достижения заданной цели. Для выбора необходимо упорядочение альтернатив. — их размещение в определенном порядке, как правило, в порядке возрастания полезности ожидаемых или фактических конечных исходов (хотя возможны и иные принципы упорядочения). Используется,например, такая запись: если альтернатива x предпочитается или равноценна альтернативе y, то они составляют упорядоченную пару (x, y). Важные виды альтернатив: Альтернатива детерминированная (Determined, determinative alternative) — решение, о котором известно, что оно безусловно приведет к некоторому конкретному результату (исходу). Альтернативы допустимые ( Feasible alternatives) — отобранные в процессе принятия решения, о которых известно, что они осуществимы и (по предварительному прогнозу) их возможный результат желателен, т.е. не противоречит намерениям принимающего решение. Множество допустимых А. рассматривается в задаче принятия любого решения (см. также Область допустимых решений). Альтернатива стохастическая (Stochastic alternative) — решение, выбранное случайным образом из множества возможных (в зависимости, например, от склонности решающего к риску), или решение, исходы которого носят случайный характер, либо и то, и другое. Во втором из указанных случаев стохастическое решение удается сводить к детерминированному, если, например, результатом считать средний из возможных результатов принятия данной А. См. также Бинарное отношение, Доминирование альтернатив, Предпочтение, Ранжирование экономических величин. [1] В обыденной речи слово “альтернатива” понимается как необходимость выбора между взаимоисключающими возможностями (вариантами решений).
[ http://slovar-lopatnikov.ru/]

Ухудшение экологии и истощение природных ресурсов заставляет задумываться о том, как получать электричество и тепло из возобновляемых источников.

В этой статье рассказываем, как работает альтернативная энергия и почему многие страны делают выбор в её пользу.

Что такое альтернативная энергия?

Энергия бывает возобновляемой (альтернативной) и невозобновляемой (традиционной).

Альтернативные источники энергии – это обычные природные явления, неисчерпаемые ресурсы, которые вырабатываются естественным образом. Такая энергия ещё называется регенеративной или «зелёной».

Невозобновляемые источники – это нефть, природный газ и уголь. Им ищут замену, потому что они могут закончиться. Ещё их использование связано с выбросом углекислого газа, парниковым эффектом и глобальным потеплением.

Человечество получает энергию, в основном за счёт сжигания ископаемого топлива и работы атомных электростанций. Альтернативная энергетика – это методы, которые отдают энергию более экологичным способом и приносят меньше вреда. Она нужна не только для промышленных целей, но и в простых домах для отопления, горячей воды, освещения, работы электроники.

---

Ресурсы возобновляемой энергии

---

• Солнечный свет
• Водные потоки
• Ветер
• Приливы
• Биотопливо (топливо из растительного или животного сырья)
• Геотермальная теплота (недра Земли)

Альтернативные виды энергии

---

1. Солнечная энергия

Один из самых мощных видов альтернативных источников энергии. Чаще всего её преобразуют в электричество солнечными батареями. Всей планете на целый год хватит энергии, которую солнце посылает на Землю за день. Впрочем, от общего объёма годовая выработка электроэнергии на солнечных электростанциях не превышает 2%.

Основные недостатки – зависимость от погоды и времени суток. Для северных стран извлекать солнечную энергию невыгодно. Конструкции дорогие, за ними нужно «ухаживать» и вовремя утилизировать сами фотоэлементы, в которых содержатся ядовитые вещества (свинец, галлий, мышьяк). Для высокой выработки необходимы огромные площади.

Солнечное электричество распространено там, где оно дешевле обычного: отдалённые обитаемые острова и фермерские участки, космические и морские станции. В тёплых странах с высокими тарифами на электроэнергию, оно может покрывать нужны обычного дома. Например, в Израиле 80% воды нагревается солнечной энергией.

Батареи также устанавливают на беспилотные автомобили, самолёты, дирижабли, поезда Hyperloop.

2. Ветроэнергетика

Запасов энергии ветра в 100 раз больше запасов энергии всех рек на планете. Ветровые станции помогают преобразовывать ветер в электрическую, тепловую и механическую энергию. Главное оборудование – ветрогенераторы (для образования электричества) и ветровые мельницы (для механической энергии).

Этот вид возобновляемой энергии хорошо развит – особенно в Дании, Португалии, Испании, Ирландии и Германии. К началу 2016 года мощность всех ветрогенераторов обогнала суммарную установленную мощность атомной энергетики.

Недостаток в том, что её нельзя контролировать (сила ветра непостоянна). Ещё ветроустановки могут вызывать радиопомехи и влиять на климат, потому что забирают часть кинетической энергии ветра – правда, учёные пока не знают хорошо это или плохо.

3. Гидроэнергия

Чтобы преобразовать движение воды в электричество нужны гидроэлектростанции (ГЭС) с плотинами и водохранилищами. Их ставят на реках с сильным потоком, которые не пересыхают. Плотины строят для того, чтобы добиться определённого напора воды – он заставляет двигаться лопасти гидротурбины, а она приводит в действие электрогенераторы.

Строить ГЭС дороже и сложнее относительно обычных электростанций, но цена электричества (на российских ГЭС) в два раза ниже. Турбины могут работать в разных режимах мощности и контролировать выработку электричества.

4. Волновая энергетика

Есть много способов генерации электричества из волн, но эффективно работают только три. Они различаются по типу установок на воде. Это камеры, нижняя часть которых погружена в воду, поплавки или установки с искусственным атоллом.

Такие волновые электростанции передают кинетическую энергию морских или океанических волн по кабелю на сушу, где она на специальных станциях преобразуется в электричество.

Этот вид используется мало – 1% от всего производства электроэнергии в мире. Системы тоже дорогие и для них нужен удобный выход к воде, который есть не у каждой страны.

5. Энергия приливов и отливов

Эту энергию берут от естественного подъёма и спада уровня воды. Электростанции ставят только вдоль берега, а перепад воды должен быть не меньше 5 метров. Для генерации электричества строят приливные станции, дамбы и турбины.

Приливы и отливы хорошо изучены, поэтому этот источник более предсказуем относительно других. Но освоение технологий было медленным и их доля в глобальном производстве мала. Кроме того, приливные циклы не всегда соответствуют норме потребления электричества.

6. Энергия температурного градиента (гидротермальная энергия)

Морская вода имеет неодинаковую температуру на поверхности и в глубине океана. Используя эту разницу, получают электроэнергию.

Первая установка, которая даёт электричество за счёт температуры океана была сделана ещё в 1930 году. Сейчас есть океанические электростанции закрытого, открытого и комбинированного типа в США и Японии.

7. Энергия жидкостной диффузии

Это новый вид альтернативного источника энергии. Осмотическая электростанция, установленная в устье реки, контролирует смешение солёной и пресной воды и извлекает энергию из энтропии жидкостей.

Выравнивание концентрации солей даёт избыточное давление, которое запускает вращение гидротурбины. Пока есть только одна такая энергетическая установка в Норвегии.

8. Геотермальная энергия

Геотермальные станции берут внутреннюю энергию Земли – горячую воду и пар. Их ставят в вулканических районах, где вода у поверхности или добраться до неё можно пробурив скважину (от 3 до 10 км.).

Извлекаемая вода отапливает здания напрямую или через теплообменный блок. Ещё её перерабатывают в электричество, когда горячий пар вращает турбину, соединённую с электрогенератором.

Недостатки: цена, угроза температуре Земли, выбросы углекислого газа и сероводорода.

Больше всего геотермальных станций в США, Филиппинах, Индонезии, Мексике и Исландии.

9. Биотопливо

Биоэнергетика получает электричество и тепло из топлива первого, второго и третьего поколений.

• Первое поколение – твёрдое, жидкое и газообразное биотопливо (газ от переработки отходов). Например, дрова, биодизель и метан.

• Второе поколение – топливо, полученное из биомассы (остатков растительного или животного материала, или специально выращенных культур).

• Третье поколение – биотопливо из водорослей.

Биотопливо первого поколения легко получить. Сельские жители ставят биогазовые установки, где биомасса бродит под нужной температурой.

Самый традиционный способ и древнейшее топливо – дрова. Сейчас для их производства сажают энергетические леса из быстрорастущих деревьев, тополя или эвкалипта.

Плюсы и минусы альтернативной энергии

Главная перспектива альтернативных источников – существования человечества даже в условиях жёсткого дефицита нефти, газа и угля.

---

Преимущества:

---

• Доступность – не нужно обладать нефтяными или газовыми месторождениями. Правда, это относится не ко всем видам. Страны без выхода к морю не смогут получать волновую энергию, а геотермальную можно преобразовывать только в вулканических районах.

• Экологичность – при образовании тепла и электричества нет вредных выбросов в окружающую среду.

• Экономия – полученная энергия имеет низкую себестоимость.

---

Недостатки и проблемы:

---

• Траты на этапе строительства и обслуживание – оборудование и расходные материалы дорогие. Из-за этого повышается итоговая цена электроэнергии, поэтому она не всегда оправдана экономически. Сейчас главная задача разработчиков снизить себестоимость установок.

• Зависимость от внешних факторов: невозможно контролировать силу ветра, уровень приливов, результат переработки солнечной энергии зависит от географии страны.

• Низкий КПД и маленькая мощность установок (кроме ГЭС). Вырабатываемая мощность не всегда соответствует уровню потребления.

• Влияние на климат. Например, спрос на биотопливо привёл к сокращению посевных площадей для продовольственных культур, а плотины для ГЭС изменили характер рыбных хозяйств.

Возобновляемая энергия в мире

Главный потребитель возобновляемых источников энергии – Евросоюз. В некоторых странах альтернативная энергетика вырабатывает почти 40% от всей электроэнергии. Там уже прижились разные меры поддержки: скидочные тарифы на подключение и возврат денег за покупку оборудования. Не отстают страны Востока и США.

---

Германия

---

40% электроэнергии в Германии дают возобновляемые источники. Она лидер по числу ветровых установок, которые генерируют 20,4 % электричества. Оставшаяся доля приходится на гидроэнергетику, биоэнергетику и солнечную энергетику. Немецкое правительство поставило план: вырабатывать 80% энергии за счёт альтернативных источников к 2050 году, но закрывать атомные электростанции пока не хочет.

---

Исландия

---

У Исландии очень много горячей воды, потому что она расположилась в зоне вулканической активности. Страна обеспечивает 85% домов отоплением из геотермальных источников и покрывает ими 65% потребностей населения в электроэнергии. Мощность источников настолько велика, что они хотят наладить экспорт энергии в Великобританию.

---

Швеция

---

После нефтяного кризиса 1973 года страна стала искать другие источники энергии. Началось всё с ГЭС и АЭС. Из-за атомных станций шведов часто критиковали Greenpeace, но с конца 80-х доля энергии от АЭС не растёт.

Начиная с 90-х Швеция строит оффшорные ветропарки в море. На выбросы предприятиями углерода в атмосферу введён дополнительный налог, а для производителей ветровой, солнечной и биоэнергии есть льготы.

Ещё Швеция активно использует энергию от переработки мусора и даже планирует его закупать у соседних стран, чтобы отказаться от нефти. Некоторые города получают тепло от мусоросжигательных заводов.

---

Китай

---

В Китае самая мощная ГЭС в мире – «Три ущелья». По состоянию на 2018 год – это крупнейшее по массе сооружение. Её сплошная бетонная плотина весит 65,5 млн тонн. За 2014 станция произвела рекордные для мира 98,8 млрд кВт⋅ч.

Крупнейшие ветровые ресурсы тоже здесь (три четверти из них поставлены в море). К 2020 году страна планирует выработать при их помощи 210 ГВт.

Ещё тут 2 700 геотермальных источников и делают 63% устройств для преобразования солнечной энергии. Китай занимает третье место в производстве биотоплива на основе этанола.

Альтернативная энергия в России

Разное географическое положение регионов и специфика климатических поясов в России не позволяют развивать эту отрасль равномерно. Нет инвестиций и есть пробелы в законе.

Виды возобновляемой энергии в России

---

Солнечная энергия

---

Используется и в промышленных масштабах, и у местного населения как резервный или основной источник тепла и электричества. Мощность всех солнечных установок – 400 МВт, из них самые крупные в Самарской, Астраханской, Оренбургской областях и Крыму. Самая мощная СЭС – «Владиславовка» (Крым). Ещё разрабатываются проекты для Сибири и Дальнего Востока.

---

Ветровая энергетика

---

Ветровая возобновляемая энергия в России представлена чуть хуже, чем солнечная, хотя и здесь есть промышленные установки. Общая мощность ветровых генераторов в нашей стране – 183,9 МВт (0,08 % от всей энергосистемы). Больше всего установок – в Крыму, а мощнейшая находится в Адыгее – «Адыгейская ВЭС».

---

Гидроэнергетика

---

Это самый популярный вариант альтернативного источника энергии в России. Около 200 речных ГЭС вырабатывают до 20% от всей энергии в стране. В заливе Кислая губа в Мурманской области с 1968 года есть приливная электростанция – «Кислогубская ПЭС». Самая крупная ГЭС стоит на реке Енисей – «Саяно-Шушенская».

---

Геотермальная энергетика

---

За счёт обилия вулканов этот вид энергетики распространён на Камчатке. Там 40% потребляемой энергии генерируется на геотермальных источниках. По данным учёных, потенциал Камчатки оценивается в 5000 МВт, а вырабатывается только 80 МВт энергии в год. Ещё геотермальные станции есть на Курилах, Ставропольском и Краснодарском крае.

---

Биотопливо

---

Наша страна входит в тройку экспортёров пеллет на европейском рынке. В России есть заводы, создающие из остатков древесины пеллеты и брикеты, которыми топят котлы и печки.

Сельскохозяйственные отходы преобразуют в жидкое топливо и биогаз для дизельных двигателей. А вот свалочный газ не используется вообще, его просто выбрасывают в атмосферу, нанося ущерб окружающей среде.

Компании, которые занимаются возобновляемыми источниками энергии

Рост инвестиций в возобновляемую энергетику и поддержка правительства помогает многим компаниям успешно вести бизнес.

---

First Solar Inc.

---

Эта американская компания была образована в 1990 году и стала известной благодаря производству солнечных батарей. Сейчас это крупнейшая фирма, которая продаёт солнечные модули, поставляет оборудование и отвечает за технический сервис.

---

Vestas Wind Systems A/S

---

Старейший производитель ветрогенераторов из Дании. Компания основана в 1898 году и на сегодняшний день ей удалось установить более 60 тысяч ветровых турбин в 63 странах. Vestas продаёт отдельные генераторы, комплексные станции и обслуживает устройства.

---

Atlantica Yield PLC

---

Эта компания с офисом в Лондоне владеет классическими линиями электропередач, солнечными и ветровыми станциями в Северной Америке, Испании, Алжире, Южной Америке и Южной Африке.

---

ABB Ltd. Asea Brown Boveri

---

Шведско-швейцарская компания, известная автомобильными двигателями, генераторами и робототехникой. С 1999 года бренд занимается преобразованием солнечной и ветровой энергии. В 2013 году компания стала мировым лидером в области оборудования фотоэлектрической энергии.

---

Читайте: Персональный мир и полная автоматизация. Что такое четвёртая промышленная революция?

---

В условиях постоянного ухудшения экологической обстановки на планете человечество вынуждено искать альтернативные источники энергии. Все больше стран делают выбор в их пользу. Конечно, перестраивать энергетическую инфраструктуру — затратное дело, но стоит рассматривать этот процесс как вклад в будущее всей планеты.

Что такое альтернативная энергия?

Энергию можно разделить на два больших класса: невозобновляемая и возобновляемая. К первой категории относится использование таких энергоносителей, как нефть и каменный уголь. Рано или поздно из запасы на планете будут исчерпаны. К тому же, их применение связано с выбросами в атмосферу углекислого газа и глобальным потеплением. Возобновляемые, или альтернативные источники энергии — неисчерпаемые ресурсы, например, ветер или солнечный свет. Их применение имеет меньше «побочных эффектов», а риск истощения запасов отсутствует полностью. В наши дни большая часть энергии вырабатывается за счет сжигания нефти и газа, а также благодаря работе атомных электростанций. Все эти источники потенциально опасны для окружающей среды. Поэтому востребованной становится альтернативная энергетика, позволяющая получать энергию более экологичным способом, наносящим минимальный вред окружающей среде.

Энергия ветра

Ветровая энергетика — преобразование энергии движущихся воздушных масс в электричество, которое может быть использовано потребителем. Подсчитано, что запасов ветровой энергии в 100 раз больше, чем энергетических запасов всех рек нашей планеты. Основа установки для получения энергии — ветровые генераторы и ветровые мельницы. Особенно развит этот способ в Германии, Дании и Ирландии.
Основные плюсы ветровой энергетики — экологичность и низкая стоимость получаемой энергии. Но есть и существенный минус. Предсказать силу ветра невозможно, она непостоянна и зависит от множества факторов. Поэтому приходится использовать дополнительные источники получения энергии. Есть у ветрогенераторов еще одно неприятное свойство: они могут вызывать радиопомехи. Наконец, ветровая энергетика может потенциально оказывать влияние на климат планеты, так как ветрогенераторы забирают часть кинетической энергии движущихся воздушных масс. Однако ученые все еще не могут определить, насколько выраженным может быть это влияние и приведет оно к позитивным или негативным последствиям.

Сила воды

Геотермальная энергетика

Наша планета вырабатывает большое количество тепла. Для получения энергии, в частности, используются геотермальные источники, располагающиеся в сейсмически опасных территориях и вулканических районах. Горячая вода может быть использована для непосредственного отопления зданий. Также ее перерабатывают в электроэнергию при вращении горячим паром турбины, идущей к генератору. Больше всего таких станций во Франции, Мексике и Америке.

Энергия осмотической диффузии

Этот вид альтернативной энергии стал разрабатываться сравнительно недавно. Осмотические электростанции устанавливаются в устьях рек и извлекают энергию из энтропии жидкостей в процессе взаимодействия соленой и пресной воды. Когда концентрация солей выравнивается, возникает избыточное давление, благодаря которому вращаются лопасти турбины. Пока в мире существует только одна осмотическая электростанция, функционирующая в Норвегии.

Биотопливо

Биотопливо производится из органических продуктов, в процессе переработки которых получается электрическая энергия. Выделяют твердое и жидкое биотопливо. К первой группе относятся дрова, топливные брикеты. Жидкое биотопливо — это биодизель, биобутанол, диметиловый эфир и т. д. Топливо можно получать непосредственно из биомассы (остатков растительного и животного происхождения), которые во время брожения выделяют горючий газ. Такие биогенераторы устанавливаются в сельских местностях. В России в последние годы построено множество заводов, которые перерабатывают древесные отходы в топливные брикеты и пеллеты, применяемые как топливо для различных видов котлов.

Гравитационная энергетика

Гравитационная энергетика — преобразование потенциальной энергии гравитационного поля планеты в электроэнергию. На данный момент уже разработан проект гравитационной электростанции, которая представляет собой подъемный кран со стрелами. Двигатели приходят в действие, когда опускаются блоки. Подъем блоков осуществляется, когда в сеть поступает избыток энергии.

Солнечная энергия, солнечные электростанции

Плюсы и минусы использования

Перспективы в России