Альтернативные и возобновляемые источники энергии: Возобновляемая («альтернативная») энергетика — Правительство России

Содержание

Альтернативная возобновляемая энергия, возобновляемые источники энергии

 

 

 

           Австрия принадлежит к основным странам, где широко используется возобновляемая энергия.

При этом, в государстве имеется достаточно большое количество организаций, занимающихся исследованиями и разработками всего, к чему относится поиск возобновляемых источников. Организации имеют возможность пользоваться поддержкой различных центров и групп, занимающихся вопросами возобновляемой энергии.

 

 

Что представляет собой возобновляемая энергия?

          Для начала рассмотрим, что представляет собой возобновляемая или регенеративная энергия. Под этим термином понимается тот вид энергии, который можно использовать до бесконечности, и источник этой энергии никогда не иссякнет в пределах существования человечества.

 

          К подобным источникам относится энергия природных ресурсовветер, вода, солнце и тепло.

Кроме того, эти источники энергии не оказывают вредного воздействия на окружающую среду, то есть при их использовании не образуется углекислого газа или радиоактивных отходов, которые могут загрязнить атмосферу, воду и почву и тем самым нанести урон природе.

 

          Энергия, образующаяся от этих источников, бесконечна и поэтому ей находят все большее применение в технических аспектах деятельности человека. Следует отметить, что возобновляемая энергия не нарушает законов физики о возникновении энергии – просто она постоянно пополняется самими же источниками.

 

 

          Источники возобновляемой энергии можно разделить на несколько типов:

  • Возобновляемая энергия, которая затем используется для производства электричества. К таким источникам энергии относятся водные источники, а также различные источники, происходящие из земли: биоэнергия в твердом, жидком состоянии и в виде газов, другие виды газов природных, происходящих из земной коры, а также сюда относят и ветряную энергию (ветроэнергетика) и преобразование солнечной энергии в электрическую (фотовольтаика).
  • Возобновляемая энергия, получаемая за счет преобразования тепла от различных природных источников: тепло от биомассы, энергия солнца, геотермальная энергетика и тепло от различных природных явлений.
  • Природные источники топлива: топливо, получаемое из биомассы (биомасса), растительных жиров, природный газ, а именно водород и метан.

          Большое применение возобновляемых источников для производства различной энергии и, прежде всего, их большой уровень экологичности являются большим прорывом в области использования альтернативной энергетики. Это может служить гарантией нормальной жизни последующих поколений.

 

          Возобновляемые источники энергии – это то решение, которое сегодня может спасти человечество от разрушения вследствие полного истощения природных запасов полезных ископаемых.

 

          Остановимся подробнее на использовании геотермальной энергетики, как возобновляемой энергии и рассмотрим ее преимущества, а также применение этого вида энергии для различных технических решений. Австрия находится в числе лидирующих стран по

использованию возобновляемых источников энергии, которые составляют около двадцати процентов всех энергетических источников в стране. Если раньше большой процент возобновляемых источников приходился на источники воды – то сегодня все больше делается упор на геотермальные и другие тепловые источники энергии.

          Среди организаций, занимающихся разработками по использованию геотермальной энергетики, австрийская компания OCHSNER являющаяся одним из лидирующих предприятий. Компания OCHSNER производит геотермальные тепловые насосы, принцип работы которых сходен с обычным кондиционером, работающим в режиме охлаждения и обогрева.

 

          Геотермальные тепловые насосы имеют существенные преимущества по сравнению с кондиционерами – они устойчивы к температурным воздействиям, особенно при очень тяжелых зимних условиях.

Наружный блок насоса расположен в земле или в естественном источнике воды, где специальный теплообменник забирает тепло, образующееся в почве или воде, преобразует его и передает далее по коллектору для обогрева здания. При любой низкой температуре внешний блок насоса остается в рабочем состоянии и жидкость в нем не замерзает. В летнее время геотермальные тепловые насосы используются для охлаждения воздуха в помещении. В этом случае поток тепла идет в другую сторону – тепло забирается из здания и отводится в почву или воду.

          Австрийская компания OCHSNER также производит тепловые насосы "воздух-вода" получившие большую популярность, где источником тепла является тепло от солнечной энергии, поступающее из воздуха. Тепловые насосы "воздух-вода" могут работать при очень высоких и очень низких температурах воздуха. Насосы используются для обогрева помещений, а также нагрева и подготовки горячей воды. Тепловые насосы воздух-вода нашли широкое применение для отопления бассейнов, особенно в зимнее время года. Компания OCHSNER, предлагает широкий спектр тепловых насосов на любого потребителя от 2 кВт до 1 мВт

. Подобный диапазон позволяет любому покупателю, заинтересованному в использовании альтернативных источников энергии,  выбрать продукцию, отвечающую его требованиям и задачам.

 

          Если вы хотите отказаться от использования обычного источника электроэнергии для обогрева и охлаждения ваших помещений, бассейнов и других объектов – вы сможете подобрать себе геотермальные тепловые насосы, в которых используется геотермальная энергетика для производства достаточного количества тепла или холода и которые не наносят ущерб окружающей среде. Вы также можете приобрести популярные во всем мире тепловые насосы "воздух-вода", работающие с использованием солнечной энергии и предназначенные для обогрева ваших помещений и бассейнов.

 

          Современные передовые компании все больше обращают свой взор на альтернативные возобновляемые источники энергии. Постоянно ведутся разработки в этом направлении, и, в скором времени, использование технологий, работающих на подобных источниках, станет не просто популярным, но и обыденным в нашей жизни – ведь человечество само должно защитить себя от экологических катастроф, которые можно избежать только при бережном обращении с природными ресурсами.

 

 

Альтернативные и возобновляемые источники энергии и системы энергообеспечения в сельском хозяйстве

ХАРАКТЕРИСТИКА НАПРАВЛЕНИЯ

Целью научного направления является развитие энергетической базы и систем энергообеспечения сельского хозяйства, обеспечение надежного и устойчивого энергообеспечения сельских потребителей при снижении энергоемкости производства, создание комфортных социально-бытовых условий жизни на селе.

Для достижения поставленной цели сотрудниками подразделений решаются следующие задачи:

- обеспечение экономичного, надежного, устойчивого и безопасного энергоснабжения сельских объектов при снижении аварийных отключений и перерывов в энергоснабжении села в 2-3 раза, повышение уровня безопасной эксплуатации энергетического оборудования (до 50%) и качества электроэнергии;

- разработка перспективных направлений, стратегии развития и создания электрических сетей нового поколения, удовлетворяющих современным условиям распределения электроэнергии сельским потребителям, включая инженерные системы в быту, ЛПХ и фермерских хозяйствах, обеспечивающих экономико-экологические требования;

-  разработка новых способов передачи электроэнергии (включая резонансные) сельским потребителям, снижающих затраты на передачу и потери энергии;

- снижение зависимости от централизованного энергоснабжения ряда сельских потребителей посредством самообеспечения энергией на базе собственных и нетрадиционных энергоресурсов с выработкой энергии на местах в соответствии с ресурсами регионов;

- разработка и реализация децентрализованных систем электро- и теплообеспечения  и средств малой энергетики с широким использованием электроэнергии, местных и возобновляемых энергоресурсов, отходов сельхозпроизводства;

- разработка и внедрение энергосберегающей интеллектуальной системы теплообеспечения и создания микроклимата в сельхозпомещениях с применением утилизации низкопотенциальной теплоты, геотермальной энергии, термоэлектричества, направленной  на  создание  оптимальных  условий  среды  обитания  животных  и  птицы, позволяющих в максимальной степени реализовать их генетический потенциал и обеспечить максимальную продуктивность при значительном снижении энергоемкости производства.

- разработка и освоение технологий получения биотоплива посредством переработки биомассы, растительных и древесных отходов, отходов животноводства в жидкое, газообразное и твердое топливо, а также получение качественных органических удобрений.

- освоение технологий и средств повышения эффективности и широкого использования возобновляемых источников энергии(ВИЭ) в сельской энергетике, снижающих их стоимость и повышающих КПД.

 

Перечень выполняемых работ

Разработка энергетической стратегии развития систем и средств энергообеспечения сельских объектов на период до 2030 года.

Разработка интеллектуальных систем и технических средств энерго- и теплообеспечения, электробезопасности и эксплуатационного контроля технического состояния электрооборудования и построения распределительных систем электроснабжения сельских потребителей.

Разработка «умных сетей», включающих в себя комплексы из централизованных сетей и распределенных автономных источников электроснабжения на базе альтернативных источников электроснабжения.

Разработка энергосберегающего вентиляционно-отопительного оборудования с утилизацией теплоты, озонированием и глубокой рециркуляции внутреннего воздуха для обеспечения требуемого микроклимата и экологии в производственных сельскохозяйственных помещениях, включая оборудование для содержания и электрообогрева молодняка животных, устройств дистанционного контроля за их состоянием.

Разработка аккумуляционных электротепловых установок для горячего водо- и парообеспечения и нагрева воздуха, адаптированных для работы по многотарифному учету электроэнергии.

Разработка резонансных методов и систем передачи электрической энергии.

Исследование научно-технических принципов и разработка конструкционных основ преобразования солнечной энергии в теплофотоэлектрических и термодинамических системах в энергию потребительских форматов (электрическую и тепловую).

Новые технологии и конструкции  кровельных солнечных (черепиц) для крыш жилых и производственных зданий с возможностью их полного или частичного энергообеспечения.

Исследование и разработка автоматизированной многомодульной теплофотоэлектрической энергосистемы.

Технологии и установки анаэробного сбраживания в биореакторах с предварительной обработкой органических отходов и системы управления процессом их анаэробной биоконверсии.

Разработка интеллектуальной ветроэнергетической установки для работы в условиях регионов с низким ветровым потенциалом

Разработка интеллектуальной автономной установки экстракции пресной воды из атмосферного воздуха для южных районов (в частности Крыма).

Построение интеллектуальной микросети автономного энергообеспечения сельских объектов с разработкой когенерационной микрогазотурбинной установки малой мощности и системы ее дистанционного управления.

В результате проведенных научных исследований только за последние годы разработаны исходные и технические требования, технические задания на 25 электроустановок для различных процессов сельскохозяйственного производства. По 18 разработкам изготовлены действующие образцы; 8 установок успешно прошли государственные приемочные испытания и рекомендованы к производству; ряд оборудования доведен до серийного производства; большинство электроустановок включено в «Проект системы машин и технологий для комплексной механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства на период до 2020 года».

Разработанное по данному направлению электрооборудование неоднократно экспонировалось на различных выставках. Награждено медалями и дипломами.

Структура направления 

Отдел электрификации и энергообеспечения АПК

1. Лаборатория электро- и энергообеспечения и электробезопасности

2. Лаборатория электротеплообеспечения и энергосбережения

 

Отдел возобновляемых источников энергии

3. Лаборатория солнечной энергетики

4. Лаборатория энергетического оборудования на возобновляемых источниках энергии

5. Лаборатория технологических систем применения возобновляемых и альтернативных источников энергии

6. Лаборатория биоэнергетических технологий

 

Ключевые публикации

1. Д.С. Стребков. Физические основы солнечной энергетики /Под ред. д.т.н. Безруких П.П. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: ФГБНУ ВИЭСХ, 2017.– 192 с.

2. Yuferev, L.; Sokolov, A. Energy-Efficient Lighting System for Greenhouse Plants // In: Handbook of Research on Renewable Energy and Electric Resources for Sustainable Rural Development / Ed. by Kharchenko V., Vasant P. IGI Global, 2018 pp. 204-229. DOI: 10.4018/978-1-5225-3867-7.ch009 SCOPUS

3. Leonid Yuferev (Federal Scientific Agroengineering Center VIM, Russia). The Resonant Power Transmission System. Source Title: Handbook of Research on Renewable Energy and Electric Resources for Sustainable Rural Development. Copyright: 2018 Pages 534-560. DOI: 10.4018/978-1-5225-3867-7.ch022

4. Yu.D. Arbuzov, V.M. Evdokimov, V.A. Majorov, L.D. Saginov, O. Shepovalova. Optimization of design parameters and the light intensity of the semiconductor solar cells internal losses in systems with concentrated radiation. 44 National Solar Conference, April 1, 2015. Energy Procedja 74(2015) 1543-1550. Web of Science

5. Alexei V. Kuzmichyov, Vladimir V. Malyshev, Dmitry A. Tikhomirov. Efficiency of the combined pasteurization of milk using UV and IR irradiation. Журнал Light & Engineering. Volume 19, Number 1, 2011, pp. 74–78.

6. Кузьмичёв А.В., Лямцов А.К., Тихомиров Д.А. Теплоэнергетические показатели ИК облучателей для молодняка животных // Светотехника. 2015. № 3. С. 57-58.

7. Тихомиров Д.А. Энергоэффективные электрические средства и системы теплообеспечения технологических процессов в животноводстве // Вестник ВНИИМЖ.-Вып.4(24). - 2016 г. - с.15-23.

8. Тихомиров Д.А., Тихомиров А.В. Совершенствование и модернизация систем и средств энергообеспечения - важнейшее направление решения задач повышения энергоэффективности сельхозпроизводства // Техника и оборудование для села. 2017. № 11. С. 32-36.

9. Strebkov, D. S. Concentrator Photovoltaic Modules Integrated in Tile [Text] / D. S. Strebkov, O. V. Shepovalova // AIP Conf. Proc. – 2017. – Vol. 1814, 020076. – Technologies and Materials for Renewable Energy, Environment and Sustainability: TMREES16 fall Meeting Conference. Paris, France, 16-18 November 2016. DOI: 10.1063/1.4976295

10. Dr. Olga Shepovalova, dr. Anatoly V. Tikhomirov, dr. Catherine K. Markelova, Viktoria Yu. Ukhanova. Estimation of Solar power systems implementation potential for rural settlements of Russia / 29th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition Rae Convention   Exhibition Center Amsterdam The Netherlands, 22-26 September. 2014

11.Strebkov D.S., Nekrasov A.I., Nekrasov A.A. Maintenance of Power Equipment System Based on the Methods of Diagnosis and Control of Technical Condition // Handbook of Research on Renewable Ener-gy and Electric Resourcesfor Sustainable Rural Development / ed. by V. Kharchenko, P. Vasant. — USA, PA, Hershey: IGI Global, 2018. — P. 421–448. — ISBN 9781522538677. — DOI: 10.4018/978-1-5225-3867-7.ch018. — URL: https://www.igi-global.com/gateway/chapter/full-text-pdf/201348

12. Strebkov D.S., Nekrasov A.I., Trubnikov V. Single-Wire Resonant Electric Power Systems for Renewable-Based Electric Grid // Handbook of Research on Renewable Energy and Electric Resourcesfor Sustainable Rural Development / ed. by V. Kharchenko, P. Vasant. — USA, PA, Hershey: IGI Global, 2018. — P. 449–474. — ISBN 9781522538677. — DOI: 10.4018/978-1-5225-3867-7.ch019. — URL: https://www.igi-global.com/gateway/chapter/201348? accesstype= complimentarycopy

13. Y.D. Arbuzov, V.M. Evdokimov, V.A. Majorov, L.D. Saginov, O.V. Shepovalova «Ultimate Open-Circuit Voltage of the Silicon Solar Cells» Proceedings of 29th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exibition. pp. 933 -938. DOI:10.4229/EUPVSEC2014 2014-2AV.2.56 ISBN:3-936338-34-5. SCOPUS

14. Valeriy Kharchenko, Vladimir Panchenko, Pavel V. Tikhonov, Pandian Vasant. Cogenerative PV Thermal Modules of Different Design for Autonomous Heat and Electricity Supply // Handbook of Re-search on Renewable Energy and Electric Resources for Sustainable Rural Development, pages 86 – 119, DOI: 10.4018/978-1-5225-3867-7.ch004 SCOPUS.

15. Arbuzov, Y. D. Ultimate efficiency of Cascade Solar Cells Based on Homogeneous Tunnel-Junction Structures in CPV Systems [Text] / Y. D. Arbuzov, V. M. Evdokimov, O. V. Shepovalova // AIP Conf. Proc. – 2017. – Vol. 1814, 020075. DOI: 10.1063/1.4976294 Web of Science, SCOPUS.

16. Influence of cationic polyacrilamide flocculant on high-solids anaerobic digestion of sewage sludge under thermophilic conditions. Yuri Litti , Anna Nikitina, Dmitriy Kovalev, Artem Ermoshin, Rishi Mahajan , Gunjan Goel & Alla Nozhevnikova Environmental Technology. Pages 1-10 | Received 22 Aug 2017, Accepted 08 Dec 2017, Accepted author version posted online: 14 Dec 2017, Published online: 28 Dec 2017

17. Особенности моделирования процессов передачи тепла и массы и масштабный переход в реакторах производства биогаза. Г.Е. Сахметова, А.М. Бренер, В.В. Дильман, О.С. Балабеков, Д.А. Ковалев. Reports of the national cademy of sciences of the republic of kazakhstan issn 2224-5227 Volume 3, Number 313 (2017), 34 –40

18. Химия биомассы: биотоплива и биопластики / А. Р. Аблаев, В. И. Быков, С. Д. Варфоломеев и др. — Научный мир Москва, 2017. — С. 790

19. Methane production by anaerobic digestion of organic waste from vegetable processing facilities. M. A. Gladchenko, D. A. Kovalev, A. A. Kovalev, Yu. V. Litti and A. N. Nozhevnikova. Applied Biochemistry and Microbiology, 2017 Vol. 53 No 2 pp. 242-249.

20. Effect of cavitational disintegration of surplus activated sludge on methane generation in the process of anaerobic conversion. M. A. Gladchenko, S. D. Razumovskii, D. A. Kovalev, V. P. Murygina, E. G. Raevskaya and S. D. Varfolomeev. Russian Journal of Physical Chemistry B, 2016, Vol. 10, No. 3, pp. 496–503.

21. Study of the process of hydraulic mixing in anaerobic digester of biogas plant. Karaeva J.V., Khalitova G.R., Trakhunova I.A., Kovalev D.A. Inzynieria Chemiczna i Procesowa. 2015. Т. 36. № 1. С. 101-112.

22. Dorzhiev S. S., Bazarova E. G., Morenko K. S. The Features of the Work of Wind-Receiving Devices on Different Speeds of the Wind Flow // Handbook of Research on Renewable Energy and Electric Resources for Sustainable Rural Development / ed. by V. Kharchenko, P. Vasant. — USA, PA, Hershey: IGI Global, 2018. — P. 383–393. — ISBN 9781522538677. — DOI: 10.4018/978- 1- 5225- 3867- 7.ch016.

23. Gusarov V.A. Rer-based microgrid forenvironmentally friendly energy supply in agriculture / Adomavichus V.B., Kharchenko V.V., Vilackas I.Y., Gusarov V.A. // Conference Proceeding. 5th International Conference TAE 2013. Trends in Agricultural Engineering 3 – 5 September, 2013. - Praga, Czech Republic. - С. 51 - 55.

24.Gusarov V.A. Investigation of experimental flat pv thermal module parametres in natural conditions / Kharchenko V.V., Nikitin B.A., Gusarov V.A., Tihonov P.V. // Conference Proceeding. 5th International Conference TAE 2013. Trends in Agricultural Engineering 3 – 5 September, 2013. - Praga, Czech Republic. - С. 309 - 313.

25. Тихомиров А.В., Свентицкий И.И., Маркелова Е.К., Уханова В.Ю. Энергетическая стратегия сельского хозяйства России на период до 2030 года. - М.: ФГБНУ ВИЭСХ, 2015.-76 с.

какой должна быть завтрашняя российская энергетика :: Мнение :: РБК

Земное тепло

С точки зрения конкуренции с традиционной энергетикой наиболее интересными видами ВИЭ считаются солнечная, ветровая и геотермальная энергия. Однако особенно перспективной можно считать петротермальную энергию, добываемую из тепла сухих пород на глубинах от 3 до 10 км, где температура может достигать 350 градусов. Есть основания считать, что ее достаточно для вечного обеспечения человечества топливом. Метод ее добычи очень прост: бурятся две скважины, по одной подается холодная вода, по другой извлекается горячая или пар; главное, чтобы между скважинами были проницаемые породы. Сегодня в мире существует более 20 опытных установок по добыче петротермальной энергии с глубины 5 км — в США, Австралии, Франции, Великобритании и Японии. В США даже запущена первая коммерческая станция пока совсем небольшой мощностью — 1,7 МВт. По подсчетам MIT, при нынешнем энергопотреблении США хватит доступного петротермального тепла на 50 тыс. лет. В планах Министерства энергетики США к 2050 году вывести установленную мощность станций на петротермальном тепле на 10% от всей установленной мощности. В пересчете на Россию это составило бы порядка 40% от всей получаемой в нашей стране мощности.

Читайте на РБК Pro

В России уже есть все необходимое для запуска первых опытных установок для добычи петротермальной энергии. Что имеется в виду? Во-первых, у нас никак не используются несколько тысяч скважин глубиной до 5 км, где ранее добывали нефть или газ. Для того чтобы запустить их в работу по добыче петротермальной энергии, достаточно провести ряд исследований, в частности выяснить температуры в каждом конкретном месте и проверить проницаемость пород. Не так давно подобное исследование было проведено на Северном Кавказе, в Дагестане. По полученным данным, с имеющихся там скважин можно получать до 300 МВт электрической энергии.

Во-вторых, в России давно разработана геотермическая карта и определены несколько наиболее перспективных регионов для размещения опытных установок — это вся Западная Сибирь, Северный Кавказ, Камчатка и район Байкала: места, где присутствуют тектонические разломы.

Еще один источник, из утилизации которого можно получать возобновляемую энергию, — это сбросное тепло от промышленных предприятий и жилого сектора. Здесь потенциал энергосбережения России огромен, он составляет порядка 40%.

Мусор как ресурс

К ВИЭ относят также и твердые коммунальные отходы (ТКО). Концепция Waste-to-Energy означает извлечение полезной энергии из горючей части мусора. Самый эффективный подход в ее реализации — создание комплексной системы обращения с отходами, которая включает в себя полный цикл: от сокращения отходов на стадии производства и до захоронения обезвреженных остатков. Современные технологии позволяют утилизировать ТКО с получением тепловой и электрической энергии на уровне, который удовлетворяет всем экологическим требованиям.

В России есть программа по переработке мусора. Институт теплофизики РАН в рамках федеральной целевой программы разработал базовый проект термической переработки ТКО: сжигание отходов производится в барабанной вращающейся печи с последующим вихревым дожиганием. Проект называется КРТС — комплексная районная тепловая станция. В год подобная станция может переработать до 40 тыс. т мусора, что равносильно обслуживанию района с населением около 100 тыс. человек. При этом уровень вредных выбросов будет эквивалентен выбросам от двух работающих «КамАЗов»!

Главные проблемы ВИЭ

Разумеется, ВИЭ — это не только плюсы, но и затраты: сегодня возобновляемая энергетика существует в основном благодаря господдержке. Поскольку добываемые потоки энергии довольно малы, им необходимы большие территории для размещения преобразующих устройств, таких как солнечные панели и ветрогенераторы, диаметр лопастей которых достигает 100 м.

Кроме того, одна из ключевых особенностей почти всех возобновляемых источников энергии — периодичность действия. Поскольку солнце не светит ночью и не всегда есть ветер, развитие возобновляемой энергетики немыслимо без создания систем накопителей энергии в самых разных ее видах. Наиболее известные из них: ГАЭС (гидроаккумулирующая электростанция), ТАЭС (твердотельная аккумулирующая станция), электрохимические аккумуляторы, топливные элементы, маховики, суперконденсаторы.

Наиболее перспективными технологиями накопления энергии, которые активно развиваются в мире и в России, являются литий-ионные аккумуляторы и водородные топливные элементы, которые, правда, не очень безопасны и дороги в производстве. Стоит отметить, что в Институте теплофизики разработали альтернативные топливные элементы на совершенно безопасных веществах, таких как боргидриды и алюминий. Не так давно в Ирландии при участии Института теплофизики впервые в мире было запущено серийное производство топливных портативных элементов на основе боргидридов мощностью 1 Вт. Сейчас их месячное производство составляет порядка 1,5 млн штук. Что касается топливного элемента на алюминии, то уже разработаны опытные образцы мощностью до 100 Вт, которые мы надеемся вскоре также увидеть в серийном производстве.

Будущее

В Европе уже существуют довольно амбициозные программы развития возобновляемой энергетики. Так, Германия планирует, что к 2050 году 80% генерации энергии будет осуществляться за счет возобновляемых источников. Более того, поддержка солнечной генерации у немцев привела к тому, что появился даже избыток солнечных панелей, а в отдельные дни доля солнечной энергии в генерации электричества достигала 87%.

В целом вклад ВИЭ в производство электроэнергии в мире вырос от 2% в 2003 году до почти 10% сегодня, то есть в пять раз за 15 лет. Прогноз на 2020 год — 11,2%. Это означает, что во многих странах уже происходит массовый переход на альтернативные источники энергии.

Планируемый в России показатель — 1% к 2020 году — несопоставим со среднемировым. Необходим рост доли ВИЭ до 5% по установленной мощности к 2035 году, иначе мы отстанем от мировых тенденций навсегда, а возобновляемая энергетика не будет существовать как отрасль экономики.

Именно поэтому нашей стране, как никакой другой, требуется разработка мер по стимулированию и государственной поддержке отрасли.

Альтернативная энергетика в России не развивается из-за отсутствия стимулов | Россия и россияне: взгляд из Европы | DW

Мировые инвестиции в создание новых мощностей возобновляемой энергетики растут уже пять лет подряд, вдвое превышая инвестиции в генерирующие мощности на ископаемом топливе. Об этом сообщается в последнем "Глобальном отчете о состоянии возобновляемой энергетики REN21 2017". Россия в этом смысле пока находится не в тренде, поскольку делает ставку на углеводородные источники энергии.

Тем не менее, по словам экспертов, даже богатой на нефть и газ стране необходимо всерьез думать о так называемом "энергетическом переходе". DW выделила ключевые причины, по которым России имеет смысл обратить внимание на альтернативную энергетику.

Альтернативные источники энергии выгодны нефтяникам и экономике в целом

Как заявила на прошедшей в Москве первой международной конференции "Энергетический переход: новая парадигма", организованной Энергетическим центром бизнес-школы "Сколково" совместно с представительством Евросоюза в РФ, исполнительный секретарь агентства REN21 Кристин Линс, "страны переходят на альтернативную энергетику из соображений безопасности", стремясь диверсифицировать энергетический портфель.

Кристин Линс на конференции в Сколково

"В России особая ситуация, здесь много углеводородов. Однако их много и в Саудовской Аравии, которая, несмотря на это, ставит перед собой цели по развитию возобновляемых источников энергии (ВИЭ)", - отметила она. По словам Линс, для стран-производителей нефти и газа развитие ВИЭ означает как минимум возможность расширить объемы экспорта углеводородов, что несомненно даст позитивный эффект для национальных экономик в целом.

В странах с сырьевой зависимостью основными поставщиками налоговых поступлений в бюджет являются нефтегазовые компании. И как это ни странно, именно для них важно участие в развитии "зеленой" энергетики. "Крупнейшие нефтегазовые компании развивают альтернативную энергетику в рамках своей стратегии. Это продиктовано не только стремлением успеть повсюду, но и желанием сэкономить в тех регионах, где целесообразнее использовать локальную энергетику", - пояснил руководитель направления "Газ и Арктика" Энергетического центра бизнес-школы "Сколково" Роман Самсонов.

ВИЭ обеспечат энергией население в изолированных районах

Жизненно важными возобновляемые источники энергии становятся в удаленных районах России, в частности, в Арктике. По словам представителя посольства Нидерландов в России Иво Стоела, "далеко не вся территория России подключена к сетям - как электрическим, так и газовым. Люди зависят от неэффективных дизельных генераторов. И это дает широкую возможность для выхода на рынок ВИЭ".

Владимир Чупров выступает в Сколково

По словам заместителя гендиректора компании "Системный Консалтинг", доцента Российской академии народного хозяйства и госслужбы Александра Воротникова, "к энергетическому снабжению Арктики необходимо применить новый подход, ведь солнца за полярным кругом больше, чем во всей Германии". Эксперт предлагает развивать регион на основе государственно-частного партнерства, в рамках которого можно будет реализовать проекты по созданию так называемых микрогридов - локальных энергосистем, обладающая собственными источниками генерации энергии.

С помощью ВИЭ можно решить проблему утилизации отходов

Руководитель энергетической программы "Гринпис России" Владимир Чупров полагает, что одним из наиболее перспективных проектов в области альтернативной энергетики могла бы стать утилизация отходов сельского хозяйства, однако, по его словам, в этом сегменте "политические интересы и крупные игроки не присутствуют", поэтому он не развивается. Между тем, эксперт утверждает, что проект особенно актуален сегодня, когда из-за импортозамещения в стране активно развивается животноводство.

"Сейчас отходы не утилизируются. Если бы это делалось, на выходе мы бы имели биотопливо и воду", - отметил Чупров. К тому же, по его данным, на это решение имеется высокий социальный спрос. "Мы знаем о пяти горячих точках, где население жалуется на соседство с крупными агрофермами", - сообщил он. Впрочем, пока для развития проектов по утилизации отходов нет финансирования, хотя технологии и исполнители, готовые взяться за проект, есть.

Эксперты добавляют, что, помимо финансовых ресурсов, компаниям, работающим в сфере ВИЭ, не хватает более совершенного законодательства и стабильных правил игры. Как говорит Кристин Линс, "универсального стимулирующего инструмента не существует, однако самое главное для инвесторов - это предсказуемость правил игры. "В этом смысле  важно оказывать административную поддержку и убирать административные барьеры", - отметила она, отвечая на вопрос о том, чего именно не хватает в России для развития альтернативной энергетики.

Смотрите также:

  • Переход к альтернативной энергетике

    Уголь, нефть и газ - главные враги

    Парниковым газом номер один является СО2. Сжигание угля, нефти и газа - это причина образования 65 процентов всех парниковых газов. Вырубка лесов обуславливает выделение 11 процентов СО2. Главными причинами появления в атмосфере метана (16 процентов) и оксида азота (шесть процентов) на сегодня являются индустриальные методы в сельском хозяйстве.

  • Переход к альтернативной энергетике

    Требуется новый подход

    Если все останется, как и прежде, то, согласно данным Всемирного совета ООН по защите климата (IPCC), к 2100 году температура на Земле поднимется на 3,7-4,8 градуса. Однако еще можно добиться того, чтобы этот показатель не превышал 2 градуса. Для этого необходимо как можно скорее отказаться от использования ископаемого топлива - эксперты по климату говорят, что самое позднее к 2050 году.

  • Переход к альтернативной энергетике

    Энергия солнца как двигатель прогресса

    Солнце постепенно становится самым дешевым источником энергии. Цены на солнечные батареи за последние пять лет упали почти на 80 процентов. В Германии стоимость энергии, полученной в результате применения фотовольтаики, составляет уже 7 центов за киловатт-час, в странах с большим количеством солнечных дней - меньше 5 центов.

  • Переход к альтернативной энергетике

    Все больше и эффективнее

    Энергия ветра очень недорога, и в мире наблюдается бум в этой области. В Германии 16 процентов всей электроэнергии вырабатывается на ветряных установках, в Дании - почти 40 процентов. К 2020 году Китай планирует удвоить выработку на ветряках - сегодня они производят 4 процента всей электроэнергии страны. Типичная ветряная турбина покрывает потребности 1900 немецких домашних хозяйств.

  • Переход к альтернативной энергетике

    Дома без ископаемого топлива

    Хорошо изолированные дома требуют сегодня очень мало энергии, как правило, для электро- и теплоснабжения достаточно солнечных батарей, установленных на крыше. Некоторые дома производят даже слишком много энергии - она в дальнейшем может быть использована, к примеру, для зарядки электромобиля.

  • Переход к альтернативной энергетике

    Эффективное энергоснабжение экономит деньги и CO2

    Важный момент в деле защиты климата - это эффективное использование энергии. Качественные светодиодные лампы потребляют десятую часть энергии, по сравнению с традиционными лампами накаливания. Это позволяет сократить выбросы СО2 и сэкономить деньги. Запрет на продажу ламп накаливания в ЕС дал дополнительный толчок развития светодиодным технологиям.

  • Переход к альтернативной энергетике

    Экологически чистый транспорт

    Нефть имеет сегодня большое значение для транспорта, но ситуация может измениться. Альтернативы уже существуют - к примеру, этот рейсовый автобус в Кельне работает на водородном топливе, которое вырабатывается с помощью ветра и солнца путем электролиза. Такой транспорт не выделяет СО2.

  • Переход к альтернативной энергетике

    Первый серийный автомобиль на водороде

    С декабря 2014 года Toyota начала продажи первого серийного автомобиля, работающего на водородном топливе. Заправка длится всего несколько минут и "полного бака" хватит на 650 км пути. Эксперты полагают, что экологически чистый транспорт может использовать водород, биогаз или аккумуляторы.

  • Переход к альтернативной энергетике

    Топливо из фекалий и мусора

    Этот автобус из британского Бристоля ездит на биометане (СН4). Газ, который получают в результате переработки человеческих фекалий и пищевых отходов. Для того, чтобы автобус проехал 300 км необходимо столько отходов, сколько пять человек производят за год.

  • Переход к альтернативной энергетике

    Бум на рынке батарей

    Хранение электроэнергии до сих пор стоит немало. Но техника развивается стремительно, цены снижаются, а на рынке наблюдается настоящий бум. Электромобили стоят все меньше и для многих людей они становятся реальной альтернативой привычному транспорту.

  • Переход к альтернативной энергетике

    Прогресс в области "чистых" технологий

    На планете все еще два миллиарда человек живут без электричества. Однако, поскольку солнечные батареи и светодиодные лампы становятся все доступнее, их начинают активно применять жители сельской местности, как, например, здесь, в Сенегале. В специальном киоске, оборудованном солнечными батареями, заряжают переносные светодиодные лампы.

  • Переход к альтернативной энергетике

    Движение в защиту климата

    Движение в защиту климата приобретает все больше сторонников, как, к примеру, здесь - в центре германской угольной промышленности в городе Дюссельдорф. Немецкий энергоконцерн E.ON делает ставку на возобновляемые источники энергии; по всему миру инвесторы отзывают средства из проектов, связанных с ископаемыми источниками энергии.

    Автор: Максим Филимонов


Альтернативные источники энергии. Как они влияют на природу и качество жизни населения?

Как «зеленая энергетика» отразится на экологии? Мнения экспертов

Возобновляемые источники энергии сокращают вред для окружающей среды, но их доля в общем энергобалансе довольно низкая.

Свое мнение по поводу влияния «зеленой энергетики» на экологию и качество жизни населения высказали эксперты в программе ECOJER на канале Atameken Вusiness.

Как рассказал председатель совета директоров казахстанской Ассоциации солнечной энергетики Нурлан Капенов, на сегодняшний день около 40% от всех вредных выбросов в атмосферу приходится на сектор электрической энергии.

«Если посмотреть на примере СЭС «Бурное Солар», то можно увидеть, что в год одна станция мощностью 100 МВт сокращает выбросы СО2 на 200 тысяч тонн. Представляете, какая это большая цифра. Если представить, что вместо ТЭЦ электричеством потребители будут снабжаться от возобновляемых источников энергии, то однозначно улучшится атмосфера и однозначно улучшится наше с вами здоровье и здоровье наших с вами детей, будущих поколений», – отметил Нурлан Капенов.

На сегодняшний день доля возобновляемых источников энергии в общем энергобалансе страны составляет всего 2,3%. До конца 2020 года при вводе дополнительных источников этот показатель вырастет до 3%.

Вместе с тем пандемия коронавируса оказала влияние на развитие отрасли. В частности, есть риски по срокам строительства новых станций.

«В связи с ЧП у инвесторов, особенно у тех, кто находится на стадии строительства, возникают риски не уложиться в двухлетний или трехлетний срок и получить штрафные санкции от расчетно-финансового центра. Сейчас это проблема номер один среди инвесторов», – подчеркнул председатель совета директоров казахстанской Ассоциации солнечной энергетики Нурлан Капенов.

Впрочем, в Казахстане возобновляемые источники энергии могут использовать для собственных нужд домохозяйства, фермерские хозяйства и МСБ. Однако с точки зрения экономической эффективности это не очень привлекательно, считает директор департамента по ВИЭ министерства энергетики Казахстана Айнур Соспанова.

«Все упирается в экономическую эффективность. Установки достаточно дорогие, а те тарифы, которые есть у конечного потребителя, маленькие. И пока экономически нецелесообразно использовать ВИЭ, не имея высокого льготного тарифа, чего в законодательстве не предусмотрено. Тем не менее, согласно закону, владелец установки может для собственных нужд использовать эту установку, и, если образуются излишки, он может отдавать эти излишки в сеть. Такие установки должны быть не более 100 КВт, это хорошая норма для МСБ. Но все упирается в экономическую эффективность», – отметила Айнур Соспанова.

Также в программе собеседники высказались о нормах нового Экологического кодекса для развития «зеленой энергетики», безопасности утилизации оборудования ВИЭ после завершения сроков эксплуатации и других вопросах.

Поделиться публикацией в соцсетях:

Альтернативные источники энергии - AgroBiogas

Ископаемое топливо все еще удовлетворяет большую часть энергетических потребностей мира. Однако с экономической точки зрения добыча этого сырья постоянно усложняется. Использование альтернативных источников энергии способствуют обеспечению устойчивого снабжения в условиях растущих энергетических потребностей.

Данная статья является первой из серии материалов, призванной стать основой получения всестороннего обзора темы альтернативной энергетики с акцентом на возобновляемые источники энергии.

Что такое альтернативная энергетика?

Энергия – это жизнь и каждое живое существо является частью энергетического цикла, а соответственно, требует ее для существования. Эта энергия не утрачивается, а преобразуется в другие формы. Закон сохранения энергии позволяет человечеству разрабатывать механические и технические системы преобразования энергии.

Энергия в форме электричества, тепла и топлива на сегодня является само собой разумеющимся явлением, как и обязательная медицинская помощь, питьевая вода и пища. Ископаемое топливо долгое время было основным источником энергии. Тем не менее, прогресс требует альтернативных источников энергии для удовлетворения будущих потребностей, поскольку такие ископаемые источники, как уголь, уран, нефть и газ являются исчерпывающими ресурсами.

Исследователи и разработчики всего мира работают над внедрением инновационных методов производства энергии, не прибегая к использованию ископаемого топлива. Источники энергии происходят как из возобновляемых, так и из ископаемых источников. Альтернативная энергия имеет дело с обеими формами сырья.

Альтернативные источники энергии еще называют «возобновляемыми источниками энергии» или «регенеративными источниками энергии» и данное понятие применяется к источникам энергии, при производстве которых используются исключительно первичные источники, не содержащие CO2, такие как энергия ветра, воды и солнца.

К этой группе также относят энергию из биомассы и геотермальную энергию. Фактически, понятие возобновляемых источников энергии включает все неисчерпаемые источники энергии. Кроме того, в ближайшем будущем переход на альтернативные источники энергии станет дешевле производства энергетических источников из ископаемых ресурсов.

Различные варианты генерации возобновляемой энергии позволяют оптимально использовать имеющиеся природные ресурсы.

Сегодня происходит трансформация подходов к окружающей среде и к ископаемым источникам энергии. Программы государственной поддержки позволяют домовладельцам устанавливать солнечные станции на крышах. Производимая электрическая энергия может быть использована при помощи накопителя энергии.

В зависимости от размера, фотоэлектрическая система способна обеспечить домохозяйства децентрализованной энергией в полном объеме. Собственные солнечные коллекторы компании могут сократить расходы на электрическую энергию более чем вдвое. В результате приобретение такой системы окупается примерно за два года.

То же касается и энергии из биомассы путем установки биогазовой станции семейного типа, сельскохозяйственного, промышленного и коммунального типов. Кроме утилизации и энергетического преобразования органических отходов и остатков, данные объекты обеспечивают владельца энергетическими ресурсами, такими как электрическая и тепловая энергия, пар и биометан. Данные продукты биогазового производства могут быть использованы в собственных нуждах и/или реализованы в сеть.

Альтернативное энергоснабжение зданий при формировании художественного образа российских набережных - Здания высоких технологий - Инженерные системы

Главная|Журнал|№2 2020|Альтернативное энергоснабжение зданий при формировании художественного образа российских набережных

Альтернативное энергоснабжение зданий при формировании художественного образа российских набережных

Елена Андриасова, Николай Шилкин

Использование средств альтернативной энергетики находится в числе основных способов решения проблемы повышения энергоэффективности зданий и сооружений. В связи с этим перед архитектором встают задачи обеспечения выразительности энергоактивных зданий, использующих возобновляемые источники энергии (ВИЭ) и разработки художественных приемов интеграции объектов альтернативной энергетики в архитектуру.

Художественные приемы интеграции средств альтернативной энергетики, в первую очередь, связаны с архитектурой оснащаемого ими здания и характером его окружения. Это относится и к объектам, расположенным вблизи рек, а именно на городских набережных. В этом направлении можно выделить два основных подхода к проектированию:

- адаптация интегрированных установок к уже сложившемуся характеру застройки и

- создание новых архитектурно-художественных решений.

Поэтому целесообразно оценить альтернативные источники энергии с точки зрения будущего формирования художественного образа. Ведь некоторые элементы архитектуры, такие как объекты гелиоэнергетики (фотоэлектричесие панели, солнечные коллекторы), могут быть выполнены в виде пристроенных, надстроенных и встроенных в общий объем конструкций, становясь определяющим архитектурным элементом.

Возобновляемые источники энергии

Солнечная энергия

Основными направлениями при формировании архитектурно-художественного образа здания с использованием объектов гелиоэнергетики являются:

- проектирование оптимальной формы ограждающих конструкций здания с интегрированными в них установками,

- использование дополнительной структуры из солнечных панелей, в том числе с применением подвижных модулей системы гелиослежения,

- сочетание различной формы и текстуры поверхности солнечных модулей и материалов отделки фасада.

Для проектов, в которых важно сохранить уже сложившийся художественный образ здания, целесообразна стилизация интегрированных установок под характерные для используемого стиля архитектурные элементы и заполнение существующих членений фасада.

 

Ветровая энергия

При правильном подборе и размещении ветровой установки объем вырабатываемой ею энергии может в несколько раз превышать объем энергии от солнечной электростанции сопоставимой мощности.

Использование в архитектуре объектов ветроэнергетики требует применения в зданиях высоких конструкций и проектирования определенной аэродинамической формы стен и кровли в районе установки, которые подчеркивают особенность будущих строений. Высоко расположенные вращающиеся элементы ветряных турбин становятся центром архитектурной композиции, что значительно повышает требования к дизайну ветрогенераторов и применяемых в них элементах. В случае, когда необходимо скрыть ветрогенераторы, они могут быть размещены внутри существующих или вновь проектируемых воздухопроницаемых конструкций. Дизайн объектов ветроэнергетики при использовании в застройке исторических архитектурных стилей может быть выполнен с использованием характерных для рассматриваемой эпохи декоративных элементов.

Энергия биотоплива

Использование и производство биотоплива на сегодняшний день является одним из наиболее перспективных направлений альтернативной энергетики. Несмотря на то, что биотопливные установки чаще всего представляют собой отдельно стоящие сооружения, они влияют на формирование архитектурной среды и активно используются в концепциях зданий и городов будущего. Проекты «Небесная ферма», концептуальное строение «Harvest Green Project» компании «Romses Architects», проект «Hydrogenase» и небоскреб-ферма «Dragonfly» демонстрируют оригинальные архитектурные решения по включению биогазовых комплексов в структуру зданий. 

Однако пока биотопливные установки практически не используются в структуре энергоснабжения зданий, что связано со сложностью производственных процессов, большим количеством вспомогательных инженерных устройств и крупными размерами их отдельных элементов. Биогазовые установки могут быть размещены внутри специально построенных павильонов. Такое решение повышает удобство их обслуживания и ремонта, обеспечивает условия для оптимальной работы, а главное придает комплексу выразительный вид. Архитектурно-художественные решения таких павильонов могут быть выполнены в общем ключе с окружающей застройкой или контрастировать с ней.

Сегодня объекты биотопливной энергетики – это крупные промышленные комплексы, расположенные в основном в сельской местности. Повышение художественной выразительности таких объектов осуществляется средствами дизайна отдельных элементов установок и их объединением в единую выразительную пространственную композицию. Прилегающая территория, используемая для выращивания энергетических культур, формируется средствами ландшафтной архитектуры и образует вместе с биотопливным комплексом общую архитектурно-ландшафтную среду, что также не исключает возможности локально внедрять элементы биотопливной энергетики в городскую застройку.

 

Энергия воды

В основе рассматриваемого проектного решения лежат принципы, обеспечивающие удобное и эффективное использование водных ресурсов, прилегающих территорий и зданий.  Проектируя комплексы на набережных, необходимо определить и проанализировать комплекс мер, направленных на выявление целесообразности применения альтернативных источников энергии. Основным требованием при выборе является оптимальное расположение и удобство эксплуатации.  При формировании художественного образа здания с альтернативными источниками энергетики на набережной можно выделить следующие принципы:

- Принцип адаптации, когда при проектировании учитываются архитектурные решения существующей окружающей застройки. Объекты альтернативной энергетики выполнены минимальными средствами, встроенными в общий комплекс.

- Принцип интеграции – это создание совершенно новых уникальных архитектурных решений. Так, объекты альтернативной энергетики могут быть выполнены в виде пристроенных и надстроенных в общий объем элементов.

Таким образом, в первом варианте архитектура альтернативной энергетики подчиняются уже сложившемуся архитектурному решению, во втором – является его основополагающим фактором.

Проект – здание гостиницы на набережной в Великом Новгороде

На набережной в Великом Новгороде (рис. 2) располагается здание гостиницы. Рассмотрим данный проект с точки зрения интеграции средств альтернативной энергетики в архитектуру данного здания.

В основе проектного решения лежат принципы, обеспечивающие удобное и эффективное использования водных ресурсов, прилегающих территорий и зданий. При выборе альтернативных источников энергии для гостиницы в Великом Новгороде необходимо также руководствоваться регламентирующими градостроительными нормами. Максимальная высотная отметка на набережной в границах исторического города не может превышать 15 м. Исходя из этого, основной принцип – это адаптация интегрированных установок к уже сложившемуся характеру застройки. Для того, чтобы минимизировать включение больших элементов, предлагается применить технологию кондиционирования воздуха с использованием воды из природных источников (SWAC/ LWAC). Кондиционирование воздуха производится без химических добавок и сжигания ископаемого топлива. Оборудование SWAC/LWAC холодную речную воду использует как охладитель для широкомасштабного кондиционирования воздуха.

 Пристроенные установки могут представлять собой единую композиционную структуру, расположенную рядом со зданием и конструктивно связанную с ним. Это позволит увеличить мощность, не нагружая конструкции здания, вынося их за пределы, при этом не увеличивая этажность. Такой принцип является весьма актуальным на набережных исторических городов России, где высота здания не может превышать определенных высотных отметок.

 

Заключение

За последние 30 лет внимание мировой общественности к проблеме использования возобновляемых источников энергии резко возросло. Сейчас начинается новый, значительный этап земной энергетики. Формируется тенденция использования возобновляемых источников энергии, которые также влияют на внешний облик здания.

Приоритетными задачами строительной науки и практики в настоящее время стали проблемы повышения энергетической эффективности архитектурных объектов и необходимость модернизации архитектуры энергоактивных зданий с использованием средств альтернативной энергетики. Поэтому вопрос разработки архитектурно– художественных приемов интеграции объектов альтернативной энергетики является одним из самых важных для современной архитектуры.

 

Литература

  1. Благовидова Н. Г. Экологическая направленность проектирования в конкурсных работах студентов московского архитектурного института / Н.Г. Благовидова, А.М. Разгулова // Международный электронный научно-образовательный журнал «AMIT». – 3 (36). – М.: МАРХИ, 2016 : http://marhi.ru/AMIT/2016/3kvart16/blagovidova/abstract.php
  2. Веркалец И.М. Принципы и методы архитектурно-планировочной организации рекреационных ландшафтов с учетом эстетики природной окружающей среды / Веркалец И.М. // Международный электронный научно-образовательный журнал «AMIT». – 1 (26). – М.: МАРХИ, 2014 : http://marhi.ru/AMIT/2014/1kvart14/verkalets/abstract.php
  3.  И. А. Поляков, С. В. Ильвицкая. Использование средств альтернативной энергетики при формировании художественного образа в архитектуре //  Международный сетевой электронный научно-образовательный журнал – М.: ГУЗ, 2017
  4. Рябов А.В. Объекты альтернативной энергетики в архитектуре зданий / А.В.Рябов. – М.: Аналитик, 2012.
  5. Селиванов Н.П. Энергоактивные здания / Н.П. Селиванов, А.И. Мелуа, С.В. Зоколей и др.; Под ред. Э.В. Сарнацкого, Н.П. Селиванова. –  М.: Стройиздат, 1988.
  6. http://window.edu.ru/catalog/pdf2txt/549/75549/56306?p_page=29

https://www.c-o-k.ru/get_library_file.php?library_name=cok/358/35805.pdf&pdf_converted=yes


Разница между альтернативными и возобновляемыми источниками энергии

12 августа Разница между альтернативными и возобновляемыми источниками энергии

Хотя альтернативная энергия и возобновляемые источники энергии работают, чтобы сократить выбросы углерода, между ними есть резкое различие. Во-первых, альтернативная энергия не бесконечна, как возобновляемая энергия, которая, как следует из названия, всегда доступна, как и солнечная энергия. В Sol-Up America, расположенном в солнечном Лас-Вегасе, штат Невада, мы специализируемся на возобновляемых источниках энергии в виде солнечных панелей, установленных на жилых и коммерческих зданиях по всей долине.

Давайте исследуем ключевые различия между этими двумя часто ошибочными и неверно истолкованными терминами:

Во-первых, возобновляемая энергия поступает из природного источника и пополняется естественным образом без вмешательства человека. Примеры возобновляемой энергии включают ресурсы биомассы, солнечную энергию, энергию ветра, геотермальные и гидроресурсы. Самый богатый из этих ресурсов - солнечная энергия. Если задуматься, это имеет смысл. Солнце всегда светит в какой-то момент повсюду на Земле, что делает его наиболее подходящим для использования.Солнечная энергия также оказывает наименьшее негативное воздействие на атмосферу, дикую природу и окружающую среду.

Альтернативная энергия не включает солнечную энергию, но включает такие ресурсы, как природный газ (часто получаемый в результате гидроразрыва пласта или нагнетания давления в трещинах подземных горных пород), когенерация природного газа, топливные элементы или любые отходы энергии, которые не пополняются естественным образом, но выделяют меньше углерода выбросы. Нефть не считается альтернативным энергетическим ресурсом, поскольку она является основной причиной выбросов углерода и не восполняется естественным образом.Запасы нефти на Земле со временем уменьшатся; хотя на это могут уйти столетия.

Таким образом, для выживания нашей экосистемы, экономики и атмосферы необходимо выбирать такие решения, как солнечные панели. Почему бы вам не воспользоваться этим ресурсом? Обязательно посещайте наш веб-сайт для рекламных акций и не забудьте установить солнечную энергетическую систему до конца года, чтобы получить заслуженный федеральный налоговый кредит!

Возобновляемые источники энергии: определение, источники, преимущества, будущее

Возобновляемая энергия - это энергия, вырабатываемая из источников, которые пополняются должным образом.Он включает солнечную энергию, энергию ветра, гидроэлектростанцию, приливы, биомассу и геотермальное тепло. Некоторые источники также рассматривают водород и топливные элементы как форму возобновляемой энергии.

Разница между возобновляемыми и альтернативными источниками энергии

Возобновляемые источники энергии не следует путать с альтернативными источниками энергии. Разница в том, что альтернативная энергия специально избегает ископаемых видов топлива, таких как нефть, природный газ и уголь. Он не вредит окружающей среде и не добавляет парниковых газов, которые способствуют глобальному потеплению.Например, сжигание древесины не является альтернативной энергетикой, потому что оно приводит к обезлесению и увеличению выбросов парниковых газов. Но это источник возобновляемой энергии биомассы, позволяющий выращивать новые деревья.

Гидроэнергетика является возобновляемой и альтернативной. Но многие в движении за окружающую среду не одобряют доверия к этому источнику. Это может мешать бегу лосося, подвергая опасности не только лосося, но также косаток и медведей, которые ими питаются. Он также использует огромное количество цемента, который выделяет парниковые газы при его производстве.

Ядерная энергия не считается возобновляемым источником, потому что урана достаточно, чтобы прослужить около 90 лет с использованием обычных реакторов и источников. Но реакторы-размножители могут расширить этот источник. Ядерная энергия также не считается жизнеспособным альтернативным источником энергии, поскольку ее отходы радиоактивны. При строительстве электростанции также используется много цемента. Но использование ядерной энергии не увеличивает выбросы парниковых газов, поэтому его следует рассматривать для борьбы с глобальным потеплением.

Текущее использование в США

Итого за 2019 г.Энергопотребление С. составило 100,2 квадриллиона британских тепловых единиц. Наибольший вклад внесла нефть (37%) и природный газ (32%). Уголь прибавил 11%, а атомная энергия произвела 8%.

Возобновляемая энергия произведена 11%. Из них 56% пошло на производство электроэнергии. Еще 22% пошли на промышленное использование, а 12% - на транспорт. Только 9% пошли на жилое и коммерческое использование.

На диаграмме ниже показано потребление первичной энергии с разбивкой по источникам с 1949 года.

Семь источников

Существует семь источников возобновляемой энергии: гидроэлектроэнергия, биотопливо, ветер, древесина, солнечная энергия, отходы биомассы и геотермальная энергия.В 2019 году самым большим источником в США был ветер. За ним следуют гидроэнергетика, биотопливо и древесина.

Вот краткое изложение каждого из них:

  1. Ветер - 24%. Этот источник растет. В 2019 году в 42 штатах были реализованы проекты ветроэнергетики коммунального масштаба. Пятью штатами с наибольшим объемом производства электроэнергии с помощью ветра в 2019 году были Техас, Оклахома, Айова, Канзас и Калифорния. В совокупности эти штаты произвели почти 60% от общего объема выработки ветровой электроэнергии в США в 2019 году
  2. Гидроэлектростанция - 22%.Этот источник сокращается отчасти потому, что его генераторы самые старые. Большинство из них были построены в 1930-х годах в рамках Нового курса по прекращению Великой депрессии. Это еще и потому, что его мощность зависит от расхода воды. Недавние засухи уменьшили этот поток. Вода также требуется для других целей, таких как сельское хозяйство и домашнее хозяйство, а также миграция рыб.
  3. Биотопливо - 20%. Это выше примерно 4% в 2000 году. К январю 2020 года в Соединенных Штатах ежегодно производилось около 17,3 миллиарда галлонов топливного этанола.Сейчас Америка использует 40% урожая кукурузы для производства этанола, но кукуруза не является эффективным источником топлива даже для автомобилей. Использование биотоплива было стимулировано Стандартом по возобновляемым видам топлива 2005 года. Он устанавливает минимальные требования к использованию возобновляемых видов топлива, в основном кукурузного этанола. К 2022 году цель - 36 миллиардов галлонов. Федеральное правительство также субсидировало кукурузу. В период с 1979 по 2010 год кукурузная промышленность получила 20 миллиардов долларов в виде федеральных субсидий. Но о биотопливе спорят. Во-первых, Sierra Club заявил, что уничтожение пастбищ для выращивания кукурузы для производства биотоплива способствует выбросам парниковых газов.Во-вторых, кукуруза не является эффективным источником топлива. Даже если бы вся кукуруза Америки была преобразована в этанол, она могла бы покрыть только 4% потребностей США в топливе. В-третьих, он исключает кукурузу из продовольственных запасов, что приводит к росту цен на продукты питания.
  4. Дерево - 20%. В деревообрабатывающей и бумажной промышленности древесные отходы используются для производства электроэнергии. Это может безопасно сжигать древесную щепу и мусор, которые могли бы разложиться, с выделением парниковых газов.
  5. Солнечная - 9%. Этот источник - один из самых быстрорастущих. Одной из причин его роста стал 30% инвестиционный налоговый кредит федерального правительства.Это заканчивается для бытовых пользователей в 2022 году. Коммерческие владельцы по-прежнему смогут вычитать 10% за системы, которые они начнут строить в 2022 году и позже. Коммунальные предприятия произвели 72 миллиарда киловатт-часов, а малые системы - 35 миллиардов киловатт-часов. Его недостаток - зависимость от солнца. Но многие утилиты преодолевают эту проблему с системами хранения.
  6. Отходы биомассы - 4%. В 2017 году образовалось около 268,7 млн ​​тонн отходов. Более половины отправлено на свалки.Около четверти было переработано, а 10% переработано в компост. Остальное использовалось в качестве топлива для выработки электроэнергии.
  7. Геотермальная энергия - 2%. Это тепло, производимое ядром Земли. Он использует гейзеры, горячие источники и горячие камни для выработки электроэнергии. Он может обеспечить «100 000 МВт базовой электрической генерирующей мощности к 2050 году». Министерство энергетики США заявляет, что к 2050 году оно может достичь 60 гигаватт установленной мощности. Он также может напрямую отапливать дома. Министерство энергетики добавило, что 28 миллионов домохозяйств в США могут воспользоваться геотермальными тепловыми насосами.

Преимущества

У возобновляемых источников энергии есть три основных преимущества: борьба с глобальным потеплением, повышение национальной безопасности и создание рабочих мест.

Самым большим преимуществом большинства возобновляемых источников энергии является то, что они не выделяют парниковые газы, вызывающие глобальное потепление. По этой причине возобновляемые источники энергии являются мощным инструментом предотвращения дальнейшего изменения климата.

Увеличение зависимости стран от возобновляемых источников энергии приводит к диверсификации источников энергии.Это снижает его зависимость от импортного топлива и повышает национальную безопасность.

Отрасль возобновляемых источников энергии способствует экономическому развитию и созданию рабочих мест в производстве, установке и эксплуатации. Министерство энергетики перечисляет источники вакансий и помогает узнать, какое обучение необходимо.

В Соединенных Штатах возобновляемая энергия обеспечила 12% выработки электроэнергии в 2019 году. Коммунальные предприятия все больше полагаются на энергию ветра и солнца в ответ на потребительский спрос.Исследование, проведенное Deloitte в 2020 году, показало, что 53% потребителей коммунальных услуг заявили, что возобновляемые источники энергии как источник электроэнергии чрезвычайно или очень важны для них.

По данным Sierra Club, восемь штатов, более 10 округов и более 160 городов взяли на себя обязательство использовать возобновляемые источники энергии на 100%. В Аризоне вместо завода по производству природного газа будут установлены солнечные электростанции и аккумуляторы. Взаимодействие с другими людьми

У федерального правительства неоднозначная репутация. Торговая война, начатая президентом Дональдом Трампом, наносит ущерб солнечной отрасли.Он ввел 30-процентный тариф на импорт кристаллических кремниевых солнечных элементов и модулей. В 2020 году девелоперы поспешили приступить к строительству солнечных проектов. Федеральный налоговый кредит упал с 30% до 26% для установок в 2020 году и до 22% для установок в 2021 году. Кредит на ветровые проекты постепенно прекращается в 2022 году для крупных коммерческих объектов и в 2021 году для жилых домов. С другой стороны, Министерство внутренних дел США сдает в аренду оффшорные зоны для использования энергии ветра.Взаимодействие с другими людьми

Будущее

По оценкам Организации Объединенных Наций, в ближайшие 30 лет мир должен перейти от 3 триллионов до 3,5 триллионов долларов в год с ископаемых видов топлива на 100% альтернативные источники энергии, включая возобновляемые источники энергии. Это лишь немногим больше 2,4 триллиона долларов, ежегодно инвестируемых в сегодняшние энергетические системы.

Такой уровень инвестиций необходим для того, чтобы к 2050 году глобальные температуры не превысили доиндустриальные уровни на 1,5 ° C. Средние температуры уже составляют 1 ° C к 1.На 2 ° C выше, что вызовет экстремальную погоду и повышение уровня моря.

К 2025 году инвестиции в чистую энергию должны быть больше, чем в ископаемое топливо. К 2030 году инвестиции в уголь должны прекратиться, если в нем не будет технологий улавливания и хранения углерода. Инвестиции в солнечные технологии должны увеличиться с 250 миллиардов долларов в год до нескольких раз.

На приведенной ниже диаграмме показано, как в ближайшем будущем должны измениться инвестиции в энергию, чтобы предотвратить повышение глобальной температуры.

Транспорт должен перейти на электричество или без выбросов.Отопление, будь то для зданий или для промышленного использования, необходимо переключить на электрические тепловые насосы. Увеличение количества электромобилей может помочь снизить потребление нефти на миллионы баррелей в день.

Если правительства мира присоединятся к Парижскому соглашению по климату, то возобновляемые источники энергии должны вырасти до 33% мирового спроса на электроэнергию. В 2017 году на возобновляемые источники энергии приходилось 4% первичной энергии. Гидроэнергетика обеспечивала 7%, а ядерная энергия - 4%. Основной объем поставок составлял 34% нефти, 28% угля и 23% природного газа.

Если мировые правительства продолжат свой нынешний путь, то к 2040 году возобновляемые источники энергии вырастут до 14%. Даже при таком сценарии нефть будет обеспечивать 27%, газ - 26%, а уголь - 20%. Согласно BP Energy Outlook, нет необходимости полностью отказываться от углеродного топлива для достижения целей Соглашения.

Кроме того, ООН заявляет, что потребление энергии должно сократиться. Этого можно добиться без изменения уровня жизни за счет инвестиций в светодиоды, энергоэффективные приборы и дома с улучшенной изоляцией.

Вот примерная сумма, которую следует ежегодно инвестировать в каждый источник энергии, чтобы температура не превышала 1,5 C.

  • Возобновляемая энергия: + 200 миллиардов долларов.
  • Энергоэффективность: +120 миллиардов долларов.
  • Ядерная энергия, улавливание и хранение углерода: +100 миллиардов долларов.
  • Передача и хранение электроэнергии: + 50 миллиардов долларов.
  • Добыча ископаемого топлива: - 200 миллиардов долларов.
  • Электроэнергия на ископаемом топливе без улавливания углерода: - 100 миллиардов долларов.

Эта рекомендация не так сложна, как кажется. Многие компании уже осуществляют переход. Google и Apple на 100% используют возобновляемые источники энергии. Кроме того, налоги на выбросы углерода могут как стимулировать, так и оплачивать этот переход.

Что вы можете сделать

На национальном уровне сообщите своим представителям и сенаторам США, что вы будете голосовать по проблеме изменения климата на следующих выборах. Вы также можете рекомендовать вашему городу или штату установить больше возобновляемых источников энергии.Ваша поддержка торговли выбросами углерода и налога на выбросы углерода укрепит отрасль возобновляемых источников энергии.

На личном уровне вот четыре вещи, которые вы можете сделать самостоятельно:

  1. Выбирайте возобновляемые источники энергии вместе со своим коммунальным предприятием. Многие дают вам возможность. Тем, кто этого не делает, потребуйте, чтобы ваша коммунальная компания переключилась на более возобновляемые источники энергии.
  2. Покупка акций компаний возобновляемой энергетики. Вот семь компаний, которые будут иметь хорошие позиции в 2020 году. Прежде чем принимать какие-либо инвестиционные решения, проконсультируйтесь со своим специалистом по финансовому планированию.
  3. Установить солнечные батареи. Для этого есть много стимулов. Федеральный налоговый кредит на солнечную энергию начал уменьшаться в 2019 году и истекает в 2022 году, если Конгресс не продлит его.
  4. Повысьте энергоэффективность своего дома и получите налоговые льготы.

Итог

Соединенным Штатам необходимо сделать гораздо больше для активного перехода от зависимости от ископаемого топлива к использованию возобновляемых и альтернативных источников энергии. Лишь несколько штатов взяли на себя обязательство стать на 100% зависимыми от возобновляемых источников энергии в ближайшие 15-25 лет.Несколько компаний перешли на чистую энергию.

Однако в настоящее время только 11% энергопотребления в США приходится на возобновляемые источники. Энергия ветра - наиболее используемый источник. Другие источники включают гидроэлектростанцию, биотопливо, солнечную радиацию, ветер и геотермальное тепло.

Значительные инвестиции в возобновляемые источники энергии должны быть сделаны, если мир хочет бороться с изменением климата. Системы отопления и транспорт должны быть перепроектированы таким образом, чтобы они эффективно работали только на электроэнергии.Эти цели должны быть достигнуты в ближайшие 30 лет.

Полное руководство по 7 возобновляемым источникам энергии

Что такое возобновляемая энергия и как она работает?

Вам было интересно, что на самом деле означает «возобновляемая энергия»? Возобновляемые источники энергии буквально находятся в солнечном свете, в воздухе, глубоко под землей и в наших океанах. Они являются частью физической структуры планеты, а это означает, что они постоянно обновляются естественным путем. Они просто не могут закончиться.

Эти устойчивые источники энергии часто называют «альтернативной энергией», потому что они считаются альтернативой традиционным ископаемым видам топлива, таким как нефть и уголь.Тот факт, что источник энергии является возобновляемым, не означает, что он на 100% экологически безопасен. Например, плотины используют силу движущейся воды, но они также могут нанести вред рыбе и дикой природе. Ветряные турбины используют солнечную энергию для производства чистой электроэнергии, но производственный процесс оказывает влияние на окружающую среду.

Тем не менее, альтернативные источники энергии наносят гораздо меньший вред окружающей среде, чем ископаемое топливо. Вот почему возобновляемые источники энергии так важны - они являются нашим билетом в менее загрязненный мир.Даже если бы мы не столкнулись с угрозой изменения климата, минимизация загрязнения является основой хорошего здоровья.

И то, что хорошо для окружающей среды, становится все более выгодным с экономической точки зрения для домовладельцев и предприятий. В частности, солнечная и ветровая энергия сейчас дешевле ископаемого топлива во многих частях мира, и цена продолжает снижаться ежегодно. (Узнайте все о солнечной энергии в нашем Центре солнечных ресурсов.)

Так как же работают возобновляемые источники энергии? Вот семь источников чистой энергии, которые можно использовать прямо или косвенно, чтобы помочь нашему миру стать экологичным и бороться с глобальным потеплением.Помимо геотермальной энергии и водорода, солнце играет важную роль в каждом из этих типов возобновляемых источников энергии.

Экологичность и чистота: устойчивые источники энергии

Пять типов альтернативной энергии генерируются естественными процессами, такими как солнечный свет или волны. Как правило, они являются наиболее устойчивыми формами энергии.

Солнечная энергия

Солнечный свет - это возобновляемый ресурс, и наиболее прямое его использование достигается за счет улавливания солнечной энергии. Для преобразования солнечной энергии и света в тепло используются различные технологии солнечной энергии: освещение, горячая вода, электричество и (как это ни парадоксально) системы охлаждения для предприятий и промышленности.

Фотоэлектрические системы используют солнечные элементы для преобразования солнечного света в электричество. Солнечные системы горячего водоснабжения могут использоваться для обогрева зданий за счет циркуляции воды через плоские солнечные коллекторы. Зеркальная посуда, предназначенная для кипячения воды в обычном парогенераторе, может производить электричество, концентрируя солнечное тепло. Коммерческие и промышленные здания также могут использовать солнечную энергию для более крупных нужд, таких как вентиляция, отопление и охлаждение. Наконец, продуманные архитектурные проекты могут пассивно использовать солнце в качестве источника света для обогрева и охлаждения.

Домовладельцы, предприятия и государственные учреждения могут воспользоваться преимуществами солнечной энергии разными способами: установить домашнюю солнечную систему или коммерческие солнечные панели; построить или модернизировать здание, чтобы включить солнечные системы горячего водоснабжения, охлаждения или вентиляции; проектировать с нуля конструкции, которые используют естественные свойства солнца для пассивного обогрева и освещения.

Захват ветра

Ветер можно рассматривать как форму солнечной энергии, поскольку неравномерное нагревание и охлаждение атмосферы вызывают ветры (а также вращение Земли и другие топографические факторы).Ветровой поток может быть захвачен ветряными турбинами и преобразован в электричество. В меньшем масштабе ветряные мельницы все еще используются для перекачивания воды на фермах.

Имеются ветроэнергетические установки коммерческого класса для удовлетворения потребностей многих организаций в возобновляемых источниках энергии.

Одинарные ветряные турбины могут вырабатывать электроэнергию в дополнение к существующей электросети. Когда дует ветер, электроэнергия, вырабатываемая системой, уходит на компенсацию потребности в электроэнергии, поставляемой коммунальными предприятиями.

Ветряные электростанции коммунального масштаба вырабатывают электроэнергию, которую можно купить на оптовом рынке электроэнергии по контракту или на конкурсной основе.

Геотермальная энергия: энергия Земли

Геотермальная энергия получается из тепла земли. Это тепло может поступать близко к поверхности или от нагретых камней и резервуаров с горячей водой на много миль под нашими ногами.

Геотермальные электростанции используют эти источники тепла для производства электроэнергии. В гораздо меньших масштабах система геотермального теплового насоса может использовать постоянную температуру земли, находящуюся всего в 10 футах от поверхности, чтобы обеспечить теплом соседнее здание зимой или охладить его летом.

Геотермальная энергия может быть частью крупномасштабных коммерческих энергетических решений или может быть частью устойчивой практики на местном уровне. Прямое использование геотермальной энергии может включать отопление офисных зданий или производственных предприятий; помощь в выращивании тепличных растений; подогрев воды в рыбных хозяйствах; и помощь в различных промышленных процессах (например, пастеризация молока).

Узнайте больше о геотермальной энергии на Energy Informative.

От водяных колес к гидроэлектроэнергии

Гидроэнергетика - не новое изобретение, хотя водяные колеса, которые когда-то использовались для работы мельниц и лесопилок в ранней Америке, теперь в основном функционируют как исторические места и музеи.

Сегодня кинетическая энергия текущих рек улавливается совершенно другим способом и преобразуется в гидроэлектричество. Вероятно, наиболее известный тип гидроэлектроэнергии вырабатывается системой, в которой сооружаются плотины для хранения воды в резервуаре, который при сбросе течет через турбины для производства электроэнергии.

Это известно как «гидроаккумулирующая гидроэнергетика», когда вода циркулирует между нижним и верхним резервуарами для контроля выработки электроэнергии между периодами низкого и пикового спроса.

Другой тип, называемый «русловая гидроэлектростанция», направляет часть речного стока через канал и не требует плотины. По размеру гидроэлектростанции могут варьироваться от крупных проектов, таких как плотина Гувера, до микрогидроэнергетических систем.

Прямое использование гидроэлектроэнергии, естественно, зависит от географического положения. Предполагая, что надежный источник водного пути доступен и доступен, можно построить микрогидроэлектростанции для снабжения электроэнергией фермерских хозяйств, ранчо или небольших муниципалитетов.

Малые города могут использовать энергию местных водных путей, строя гидроэнергетические системы среднего размера.

Узнайте больше о гидроэнергетике на веб-сайте Геологической службы США.

Энергия океана

Океан может производить два типа энергии: тепловую энергию солнечного тепла и механическую энергию приливов и волн.

Тепловая энергия океана может быть преобразована в электричество с помощью нескольких различных систем, которые зависят от температуры теплой поверхностной воды.«Механическая энергия океана» использует приливы и отливы, вызванные вращением Земли и гравитационным влиянием Луны. Энергию ветровых волн также можно преобразовать и использовать для снижения затрат на электроэнергию.

Существуют также менее развитые технологии, которые используют океанические течения, океанические ветры и градиенты солености в качестве источников преобразования энергии.

Холодная океанская вода из глубины может использоваться для охлаждения зданий (при этом опресненная вода часто образуется в качестве побочного продукта), а прибрежные сообщества могут использовать описанные выше методы извлечения естественной энергии океана, чтобы дополнить городские потребности в электроэнергии и энергии.

Энергия океана является развивающимся источником альтернативной энергии, и, поскольку более 70 процентов поверхности нашей планеты покрыто океаном, ее будущее выглядит многообещающим, в зависимости от географического положения и нормативных требований.

Другие альтернативные источники энергии

Эти два типа возобновляемой энергии должны производиться с использованием механических средств, а не естественного процесса.

Биоэнергетика - это тип возобновляемой энергии, получаемой из биомассы для производства тепла и электричества или для производства жидкого топлива, такого как этанол и биодизель, используемых для транспорта.

Биомасса - это любое органическое вещество, полученное из недавно появившихся растений или животных. Несмотря на то, что биоэнергетика генерирует примерно такое же количество углекислого газа, что и ископаемое топливо, замещающие растения выращиваются в виде биомассы для удаления равного количества СО2 из атмосферы, сохраняя относительно нейтральное воздействие на окружающую среду.

Существует множество систем, используемых для выработки этого типа электричества, от прямого сжигания биомассы до улавливания и использования метана, образующегося в результате естественного разложения органических материалов.

Как используется биоэнергетика? Предприятия или организации, которые перевозят товары или людей, могут переоборудовать свой автопарк на автомобили, которые используют биотопливо, такое как этанол или биодизель.

Производственные мощности могут быть оборудованы для непосредственного сжигания биомассы для производства пара, улавливаемого турбиной для выработки электроэнергии.

В некоторых случаях этот процесс может иметь двойное назначение: как для питания объекта, так и для его нагрева. Например, бумажные фабрики могут использовать древесные отходы для производства электроэнергии и пара для отопления.Фермерские хозяйства могут преобразовывать отходы животноводства в электричество с помощью небольших модульных систем.

Города могут использовать метан, образующийся в результате анаэробного сбраживания органических отходов на свалках, и использовать его в качестве топлива для выработки электроэнергии.

Узнайте больше о биоэнергетике здесь.

Водород: высокая энергия / низкое загрязнение

Водород - простейший (состоящий из одного протона и одного электрона) и самый распространенный элемент во Вселенной, но он не встречается на Земле в естественных условиях в виде газа.Вместо этого он содержится в органических соединениях (углеводородах, таких как бензин, природный газ, метанол и пропан) и воде (h3O). Водород также может производиться при определенных условиях некоторыми водорослями и бактериями, использующими солнечный свет в качестве источника энергии.

Водород содержит много энергии, но при сгорании производит мало или совсем не загрязняет окружающую среду. Жидкий водород используется для запуска космических кораблей и других ракет на орбиту с 1950-х годов. Водородные топливные элементы преобразуют потенциальную химическую энергию водорода в электричество с чистой водой и теплом в качестве единственных побочных продуктов.

Однако коммерциализация этих топливных элементов в качестве практического источника зеленой энергии, вероятно, будет ограничена до тех пор, пока не снизятся затраты и не повысится срок службы. Почти весь водород, используемый в Соединенных Штатах, используется в промышленности для очистки нефти, обработки металлов, производства удобрений и обработки пищевых продуктов. Кроме того, водородные топливные элементы используются в качестве источника энергии, где атомы водорода и кислорода объединяются для выработки электроэнергии.

В настоящее время в Соединенных Штатах также эксплуатируется несколько сотен автомобилей с водородным двигателем, и это число может увеличиться по мере снижения стоимости производства топливных элементов и увеличения количества заправочных станций.Другие практические применения этого типа возобновляемой энергии включают большие топливные элементы, обеспечивающие аварийное электричество для зданий и удаленных мест, электромоторные транспортные средства, работающие на водородных топливных элементах, и морские суда, работающие на водородных топливных элементах.

Узнайте больше о водородной энергии на веб-сайте Energy Information Agency .

Похожие сообщения

Инновации в альтернативных источниках энергии

За последние несколько десятилетий наблюдается рост альтернативных источников энергии, включая энергию ветра, солнца и воды.Ветровые турбины проложены вдоль шоссе, солнечные панели преобладают на крышах домов, а гидроэлектростанции, такие как плотины и мельницы, являются обычными объектами во всем мире. Однако, по данным Управления энергетической информации США, мы только начинаем.

В следующие 24 года возобновляемые источники энергии будут самым быстрорастущим источником энергии и будут конкурировать, если не превзойти, источники ископаемого топлива, когда дело касается стоимости. А к 2050 году альтернативные источники топлива могут обеспечить до 80 процентов территории США.электроэнергия. Это означает невероятные улучшения мирового климатического кризиса и большие дела для здоровья нашей планеты. Но это также открывает путь для некоторых довольно крутых технологических инноваций.

Воздушный транспорт, один из самых экологически неблагополучных видов общественного транспорта, попадает в зеленый список. Ученые и инженеры работают над устранением необходимости в традиционном топливе для дальних перелетов. Вместо этого самолеты будущего будут полностью полагаться на солнечную энергию.Звучит невероятно, но это уже происходит. В прошлом году самолет, полностью работающий на солнечной энергии, пролетел через Тихий океан из Азии на Гавайи.

Еще один многообещающий шаг на рынке транспортных средств на солнечной энергии - странная маленькая машина под названием Stella. Благодаря полностью солнечному питанию Stella может проехать 500 миль без подзарядки. В конце концов, Stella (надеюсь, более эстетичная версия Stella) будет доступна на потребительском уровне. Однако на данный момент автомобильная промышленность инициировала шаги по внедрению солнечных технологий в транспортных средствах. Например, Toyota Prius оснащена системой охлаждения на солнечных батареях - многообещающим экологическим нововведением для всех потребительских автомобилей будущего.

Энергия ветра, будучи устойчивой и рентабельной после внедрения, стоит дорого в производстве и обслуживании и вызывает гибель птиц, летучих мышей и других летающих животных. Компания в Испании работает над ветряком без лопастей, редукторов и подшипников, чтобы снизить затраты вдвое и сохранить жизнь крылатым животным.

Хотя эти технологии пока доступны не каждому сообществу, эксперты и критики в области энергетики говорят, что прототипы и усилия, предпринятые для расширения альтернативных источников энергии, важны и являются хорошим признаком того, что чистая, устойчивая и полностью зеленая энергия становится стандартом.

Для получения дополнительной информации об окружающей среде и советов по экологически чистому и экологически безопасному образу жизни оставайтесь на сайте Just Energy, ставьте лайки Just Energy на Just Energy в Facebook и подписывайтесь на нас в Twitter!

Принесено вам justenergy.com

Источники:

http://www.triplepundit.com/2016/05/solar-power-future-air-travel/#
http://www.renewableenergyworld.com/articles/2016/05/the-future-of-cars -Может-быть-солнечным.html
http://wonderfulengineering.com/family-solar-car-stella-runs-completely-on-solar-energy/
http://www.mnn.com/green-tech/research-innovations/stories/are -безлезвийные-турбины-энергия ветра будущего

местных выгод и ресурсов возобновляемых источников энергии | Энергетические ресурсы для государственных, местных и племенных органов власти

На этой странице:

Обзор

Местные органы власти могут значительно сократить свой углеродный след, покупая или напрямую вырабатывая электроэнергию из чистых возобновляемых источников.

К наиболее распространенным технологиям использования возобновляемых источников энергии относятся:

  • Солнечная энергия (фотоэлектрическая, солнечная тепловая)
  • Ветер
  • Биогаз (например, газ из метантенка для очистки свалочного газа / сточных вод)
  • Геотермальная энергия
  • Биомасса
  • Гидроэлектростанция с низким уровнем воздействия
  • Новые технологии - энергия волн и приливов

Местные органы власти могут показать пример, производя энергию на месте, покупая зеленую энергию или покупая возобновляемую энергию. Использование комбинации вариантов возобновляемой энергии может помочь в достижении целей местных органов власти, особенно в некоторых регионах, где доступность и качество возобновляемых ресурсов различаются.

Варианты использования возобновляемых источников энергии включают:

  • Производство возобновляемой энергии на месте с использованием системы или устройства в месте, где используется электроэнергия (например, фотоэлектрические панели на государственном здании, геотермальные тепловые насосы, комбинированное производство тепла и электроэнергии на биомассе).

  • Покупка зеленой энергии через сертификаты возобновляемой энергии (REC), также известные как зеленые метки, сертификаты зеленой энергии или продаваемые сертификаты возобновляемых источников энергии, которые представляют собой технологии и экологические характеристики электроэнергии, производимой из возобновляемых ресурсов.

  • Покупка возобновляемой энергии у электроэнергетической компании в рамках программы экологичного ценообразования или зеленого маркетинга, при которой покупатели платят небольшую надбавку в обмен на электроэнергию, произведенную на месте из зеленых энергоресурсов.

Начало страницы

Преимущества возобновляемых источников энергии

Экологические и экономические выгоды от использования возобновляемых источников энергии включают:

  • Производство энергии, исключающей выбросы парниковых газов из ископаемого топлива и снижающей некоторые виды загрязнения воздуха
  • Диверсификация энергоснабжения и снижение зависимости от импортного топлива
  • Создание экономического развития и рабочих мест в производстве, установке и т. Д.

Начало страницы

Реализация проектов использования возобновляемых источников энергии на местах

Производство электроэнергии на месте предоставляет местным органам власти самый прямой доступ к возобновляемым источникам энергии. В дополнение к общим преимуществам, проекты на местах также обеспечивают защиту от финансовых рисков и улучшают качество электроэнергии и надежность электроснабжения.

Однако органы местного самоуправления, рассматривающие возможность генерации на месте, могут столкнуться с возможными техническими, финансовыми и нормативными проблемами. Чтобы преодолеть эти проблемы, органы местного самоуправления могут:

  • Оценить наличие местных возобновляемых ресурсов
  • Рассмотрите стоимость различных возобновляемых технологий
  • Изучите совокупные затраты и выгоды от использования экологически чистой энергии на месте
  • Рассмотреть требования к разрешениям для мест, где может быть размещен объект
  • Привлекайте к участию местные заинтересованные стороны, особенно при выборе площадки.
  • Оценить имеющиеся источники финансирования и других стимулов

Начало страницы

Инструменты и ресурсы

Начало страницы

Топ-5 типов альтернативных и возобновляемых источников энергии - ierek news

Возобновляемая энергия , Альтернативная энергия или Чистая энергия и даже Безлимитная энергия - это разные выражения только для одного среднего значения, а именно «спасение земли ».Чтобы понять опасность, с которой сталкивается Земля, и способы преодоления этой опасности, нам необходимо получить общее представление о возобновляемых источниках энергии, их типах и преимуществах использования.

Согласно Википедии, Возобновляемая энергия обычно определяется как энергия, которая собирается из ресурсов, которые естественным образом пополняются в человеческом масштабе времени, таких как солнечный свет, ветер, дождь, приливы, волны и геотермальное тепло.

Возобновляемая энергия часто обеспечивает энергией в четырех важных областях: производство электроэнергии, нагрев / охлаждение воздуха и воды, транспорт и услуги электроснабжения в сельской местности (вне сети).

Возобновляемые источники энергии ресурсов существуют на обширных географических территориях, в отличие от других источников энергии, которые сосредоточены в ограниченном числе стран.

Инфографика показывает самые популярные типы возобновляемых источников энергии

Альтернативные и возобновляемые источники энергии Start

В 1830 году ученые обнаружили фотоэлектрических соединений, которые выделяют энергию при воздействии света. Это открытие в конечном итоге привело к разработке солнечных элементов и солнечных батарей.

В 1839 году Уильям Роберт Гроув изобрел первый водородный топливный элемент , который использовал электричество в результате реакции между водородом и кислородом.

В конце 1880 года , гидроэлектроэнергия впервые стала коммерчески доступной в Соединенных Штатах, а солнечная энергия была открыта в Европе. Правительства создали первые энергетические ведомства незадолго до начала века.

в 1947 г., Первый проект ядерного реактора, нацеленный на производство энергии, был начат в Брукхейвене, Нью-Йорк.В то же время политическая напряженность между США и странами Ближнего Востока поставила под угрозу поставки нефти США.

В 1970 году было создано Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Ущерб природным территориям в результате сбора энергии, был одним из первых вопросов, рассмотренных агентством. В 1976 году Конгресс уполномочил комитет изучить потенциал развития электромобилей с целью снижения зависимости от ископаемого топлива.

Топ 5 типов альтернативных и возобновляемых источников энергии

Большая часть возобновляемой энергии поступает прямо или косвенно от солнца, однако альтернативные источники энергии можно разделить на более конкретные категории:

1. Солнечная энергия

В инфографике показан пример дизайна Дома, работающего от Solar Power

Солнечная энергия - это преобразование солнечного света в электричество либо напрямую с использованием фотоэлектрических элементов (PV) , либо косвенно с использованием концентрированной солнечной энергии (CSP) .Концентрированные солнечные энергетические системы используют линзы или зеркала и системы слежения для фокусировки большой площади солнечного света в небольшой луч. Фотоэлектрические элементы преобразуют свет в электрический ток с помощью фотоэлектрического эффекта.

С экологической точки зрения солнечная энергия - лучшее, что есть на свете. Фотоэлектрическая система мощностью 1,5 кВт будет удерживать более 110 000 фунтов двуокиси углерода, основного парникового газа, в атмосфере в течение следующих 25 лет. Та же самая солнечная система также избавит от необходимости сжигать 60 000 фунтов угля.Благодаря солнечной энергии нет ни кислотных дождей, ни городского смога, ни какого-либо загрязнения.

С финансовой точки зрения , используя солнечную энергию, домовладельцы могут сэкономить не менее 25 000 долларов в долгосрочной перспективе, переключившись на солнечную энергию. Итак, какова текущая бюджетная стоимость бытовой солнечной энергии? По состоянию на 2016 год она составляет всего 3,00 доллара за ватт, установлено . Средняя мощность системы солнечных панелей составляет 5000 Вт, таким образом, общая стоимость составляет долларов США, 15000 долларов США . Эти 15 тысяч - всего лишь средняя сумма. Системы могут стоить больше или меньше, в основном в зависимости от потребления энергии домовладельцем .

Цены на солнечные панели измеряются в центах или долларах за ватт. По состоянию на начало 2016 года текущие розничные цены на солнечные панели обычно варьируются от $ 0,70 / ватт до более чем 2,00 $ / ватт. Разница в ценах во многом обусловлена ​​двумя факторами - типом солнечного модуля и торговой маркой. Важно подчеркнуть, что только что упомянутые цены на панели указаны только для панелей.Они не включают другие расходы, связанные с переходом на солнечную энергию.

2. Ветровая энергия Инфографика показывает, как собирают энергию ветра?

Энергия ветра - это использование воздушного потока, проходящего через ветряные турбины, для получения механической энергии от генераторов электроэнергии. Энергия ветра, как альтернатива сжиганию ископаемого топлива, является многочисленной, возобновляемой, широко распространенной, чистой, не производит выбросов парниковых газов во время работы и использует мало земли.

Общества использовали энергию ветра на протяжении тысячелетий. Первое известное использование было в 5000 году до нашей эры, когда люди использовали паруса для навигации по реке Нил. Персы уже использовали ветряные мельницы в течение 400 лет, к 900 году нашей эры, чтобы перекачивать воду и перемалывать зерно. Ветряные мельницы, возможно, были даже созданы в Китае до 1 года нашей эры, но самая ранняя письменная документация относится к 1219 году. Критяне использовали буквально сотни ветряных мельниц с парусным ротором для перекачивания воды для сельскохозяйственных культур и домашнего скота.

Ветряные турбины стоят менее 100 киловатт примерно от 3000 до 8000 долларов за киловатт мощности. Установка мощностью 10 киловатт (размер, необходимый для питания большого дома) может иметь установленную стоимость от 50 000 до 80 000 долларов (или больше).

3. Энергия биомассы Инфографика рассказывает о преимуществах Biomass Energy

Термин «биомасса» относится к органическому веществу, которое накопило энергии в процессе фотосинтеза .Он существует в одной форме в виде растений и может передаваться по пищевой цепочке в тела животных и их отходы, все из которых могут быть преобразованы для повседневного использования человеком с помощью таких процессов, как сжигание , которое высвобождает углекислый газ , хранящийся в растительный материал.

Многие из видов топлива из биомассы , используемых сегодня , представлены в виде изделий из древесины, сушеной растительности, растительных остатков и водных растений. Биомасса стала одним из наиболее часто используемых возобновляемых источников энергии за последние два десятилетия, уступая только гидроэнергетикам и годам по выработке электроэнергии.

Это настолько широко используемый источник энергии , вероятно, из-за его низкой стоимости и местной природы, что на него приходится почти 15% от общего количества энергии в мире и до 35% в развивающихся странах, в основном для приготовления пищи и обогрев.

Преимущества энергии биомассы включает:

1) Биомасса, используемая в качестве топлива, снижает потребность в ископаемом топливе для производства тепла, пара и электроэнергии для бытового, промышленного и сельскохозяйственного использования.

2) Биомасса всегда доступна и может производиться как возобновляемый ресурс.

3) Топливо из биомассы из сельскохозяйственных отходов может быть вторичным продуктом, который увеличивает стоимость сельскохозяйственных культур.

4) Выращивание культур на биомассе производит кислород и потребляет углекислый газ.

5) Использование отходов сокращает объем захоронения на свалках и освобождает место для всего остального.

6) Двуокись углерода, которая выделяется при сжигании топлива из биомассы, поглощается растениями.

7) Меньше денег потрачено на иностранное масло.

Недостатки энергии биомассы включает:

1) Сельскохозяйственные отходы не будут доступны, если основная культура больше не выращивается.

2) Требуются дополнительные работы в таких областях, как методы сбора урожая.

3) Земля, используемая для выращивания энергетических культур, может быть востребована для других целей, таких как голодание, сохранение природы, жилье, курортное или сельскохозяйственное использование.

4. Геотермальная энергия Инфографика показывает обзорную информацию о геотермальной энергии

Энергия Земли Что может быть более естественным или обильным? Источником геотермальной энергии является тепло, содержащееся внутри Земли; высокая температура настолько сильна, что создает расплавленную магму.Есть несколько различных типов геотермальной энергии, которые можно использовать. «Некоторые геотермальные системы образуются, когда горячая магма у поверхности (на глубине от 1500 до 10000 метров) непосредственно нагревает грунтовые воды». Тепло, генерируемое этими горячими точками, течет наружу к поверхности, проявляясь в виде вулканов, гейзеров и горячих источников.

Естественная горячая вода и пар могут использоваться с помощью технологии преобразования энергии для выработки электроэнергии или горячей воды для непосредственного использования.«Другие геотермальные системы образуются даже тогда, когда поблизости нет магмы, поскольку магма нагревает горные породы, которые, в свою очередь, нагревают глубоко циркулирующие грунтовые воды». Чтобы максимально использовать энергию, получаемую из этих так называемых «горячих сухих пород», геотермальные установки часто разрушают горячие породы и закачивают воду в них и из них, чтобы использовать нагретую воду для выработки электроэнергии.

Сколько стоит геотермальная энергия за киловатт-час (кВтч)? В Гейзерах энергия продается по 0 долларов.03 до 0,035 доллара США за кВтч. Построенная сегодня электростанция, вероятно, потребует около 0,05 доллара за киловатт-час. Некоторые заводы могут взимать больше в периоды пикового спроса.

Преимущества геотермальной энергии:

  • Снижение зависимости от ископаемого топлива : Зависимость от ископаемого топлива уменьшается с увеличением использования геотермальной энергии. В условиях стремительного роста цен на нефть многие страны подталкивают компании к переходу на эти чистые источники энергии. При сжигании ископаемого топлива выделяются парниковые газы, которые вызывают глобальное потепление.
  • Отсутствие загрязнения : Это одно из главных преимуществ использования геотермальной энергии, поскольку она не создает никаких загрязнений и помогает в создании чистой окружающей среды. Геотермальная энергия, являясь возобновляемым источником энергии, помогла снизить глобальное потепление и загрязнение окружающей среды. Более того, геотермальные системы не создают никаких загрязнений, поскольку они выделяют из недр земли некоторые газы, которые не очень вредны для окружающей среды.
  • Прямое использование : С древних времен люди использовали этот источник энергии для принятия ванны, обогрева домов, приготовления пищи, а сегодня он также используется для прямого обогрева домов и офисов.Это делает геотермальную энергию более дешевой и доступной. Хотя первоначальные вложения довольно велики, но в долгосрочной перспективе с огромной экономией средств они оказываются весьма полезными.
  • Создание рабочих мест и экономические выгоды : Правительства различных стран вкладывают огромные средства в создание геотермальной энергии, что, с другой стороны, создало больше рабочих мест для местного населения.

5. Гидроэнергетика Инфографика показывает реальные данные об использовании гидроэнергетики в Индии

Гидроэлектроэнергия вырабатывает около 10% энергии страны.Предоставлено: Инженерный корпус армии США. Текущая вода создает энергию, которую можно уловить и превратить в электричество. Это называется гидроэнергетикой или гидроэнергетикой.

Самый распространенный тип гидроэлектростанции Электростанция использует плотину на реке для хранения воды в резервуаре. Вода, выпущенная из резервуара, проходит через турбину, вращая ее, которая, в свою очередь, приводит в действие генератор для производства электроэнергии. Но гидроэнергетика не обязательно требует большой плотины.Некоторые гидроэлектростанции просто используют небольшой канал для пропускания речной воды через турбину.

Другой тип гидроэлектростанции - гидроаккумулирующая станция - может даже накапливать электроэнергию. Электроэнергия передается из электросети в электрогенераторы. Затем генераторы вращают турбины назад, что заставляет турбины перекачивать воду из реки или нижнего резервуара в верхний резервуар, где хранится энергия. Чтобы использовать энергию, вода сбрасывается из верхнего резервуара обратно в реку или нижний резервуар.Это раскручивает турбины вперед, активируя генераторы для производства электроэнергии.

Лучшие установки, работающие на ископаемом топливе, имеют КПД только около 50%. В США гидроэнергетика производится в среднем по 0,85 цента за киловатт-час (кВт · ч). Это примерно 50% стоимости ядерной энергии, 40% стоимости ископаемого топлива и 25% стоимости использования природного газа.

Преимущества гидроэнергетики:

1. После строительства плотины электричество может производиться с постоянной скоростью.
2. Если электричество не требуется, ворота шлюза могут быть закрыты, прекращая выработку электроэнергии. Воду можно сэкономить для использования в следующий раз, когда потребность в электроэнергии высока.
3. Плотины рассчитаны на многие десятилетия и поэтому могут способствовать выработке электроэнергии в течение многих лет / десятилетий.
4. Озеро, которое образуется за плотиной, можно использовать для водных видов спорта и отдыха / развлечений. Часто большие плотины сами по себе становятся достопримечательностями.
5. Вода в озере может использоваться для орошения.
6. Накопление воды в озере означает, что энергия может накапливаться до тех пор, пока она не понадобится, когда вода высвобождается для производства электроэнергии.

Глобальное потепление (опасность угрожает Земле)

Глобальное потепление - это термин, используемый для описания постепенного повышения средней температуры атмосферы Земли и ее океанов, изменения, которое, как считается, постоянно меняет климат Земли.

Многие люди, а иногда и в новостях, ведут споры о том, реально ли глобальное потепление (некоторые называют это мистификацией). Но ученые-климатологи, глядя на данные и факты, соглашаются, что планета нагревается. Хотя многие считают, что последствия глобального потепления более существенны и происходят быстрее, чем другие, научный консенсус в отношении климатических изменений, связанных с глобальным потеплением, заключается в том, что средняя температура Земли повысилась на 0,4–0,8 ° C за последние 100 годы.Увеличение объемов двуокиси углерода и других парниковых газов, выделяемых при сжигании ископаемого топлива, расчистке земель, сельском хозяйстве и другой деятельности человека, как полагают, являются основными источниками глобального потепления, произошедшего за последние 50 лет.

Ученые из Межправительственной группы экспертов по климату, проводящие исследования глобального потепления, недавно предсказали, что к 2100 году средняя глобальная температура может повыситься на 1,4–5,8 ° C. Изменения, вызванные глобальным потеплением, могут включать повышение уровня моря из-за таяния полярных вод. ледяные шапки, а также увеличение частоты и силы штормов и других суровых погодных явлений.

Вот видео, показывающее, что произойдет, если мы не остановим Глобальное потепление :

Системный подход к оценке возобновляемых источников энергии с использованием процесса аналитической иерархии | Энергия, устойчивость и общество

Мотивация, вызовы и цель

Поскольку спрос на энергию со временем растет во многих местах, страны по всему миру и местные органы власти диверсифицируют инвестиции в различные источники энергии для удовлетворения спроса [1].Ископаемые виды топлива, такие как нефть и природный газ, являются надежными источниками энергии, но не являются устойчивыми и наносят значительный и необратимый ущерб окружающей среде в долгосрочной перспективе в дополнение к их непосредственному ущербу, например, выбросам мелкой пыли из-за сжигания нефти и выбросам ртути, вызванным сжигание угля. Альтернативы возобновляемой энергии, такие как солнечная и ветровая, широко доступны и могут быть изучены для удовлетворения части спроса. Кроме того, повышение энергоэффективности существующих приложений - это рентабельный способ помочь удовлетворить спрос без значительного увеличения производства энергии [2].

Разработка энергетических альтернатив ископаемому топливу сталкивается с рядом проблем [3]. Во-первых, доступны несколько альтернатив, таких как ядерная энергия, биомасса, солнечная энергия, ветер и гидроэлектроэнергия. Муниципалитет имеет ограниченные ресурсы и не может инвестировать во все альтернативы одновременно и в равной степени [1]. Трудно предсказать, какие альтернативы энергии будут наиболее выгодными в долгосрочной перспективе, и определить, в какие альтернативы следует инвестировать и объем инвестиций. Во-вторых, развитие альтернативных источников энергии зависит от многих факторов, таких как географические условия, население, социальные потребности и политика.Альтернатива энергии, которая хорошо подходит для одного города, может быть худшим выбором для другого города. В-третьих, существует множество критериев, таких как стоимость и безопасность, которые диктуют выбор альтернативных источников энергии. Необходимо проанализировать, какие критерии следует включать в процесс принятия решения для сравнения альтернативных источников энергии и как взвешивать различные критерии.

В данном исследовании применяется процесс аналитической иерархии (AHP) и разрабатывается системный подход и система поддержки принятия решений для оценки альтернативных источников энергии и оказания помощи муниципалитетам в выборе наиболее подходящих альтернатив.Методология применяется для анализа альтернативных источников энергии для трех городов, представляющих Азию, Европу и Северную Америку. Результаты показывают, что энергетические альтернативы, выбранные системой поддержки принятия решений, разумны и хорошо обоснованы. AHP может использоваться для оценки альтернативных источников энергии для других городов путем вычисления общих баллов и ранжирования альтернатив с использованием экспертных данных. Методология, разработанная в этом исследовании, может быть адаптирована к общим многокритериальным задачам принятия решений с участием экспертов.

Обзор литературы

Возобновляемые источники энергии стали неотъемлемой частью устойчивого экономического развития, и были проведены многочисленные исследования для определения инвестиционных стратегий в возобновляемые источники энергии. Ли и Чжун [3] представили исследование по разработке целостной стратегии инвестиций в возобновляемые источники энергии, которое включает три этапа анализа (а) экономики и политики в области возобновляемых источников энергии, (б) областей возобновляемой энергии, которые демонстрируют более привлекательные инвестиционные возможности, и (с) ) наиболее перспективные технологии возобновляемой энергетики для потенциальных инвесторов.Агилар и Кай [4] исследовали вероятность возможностей частных инвестиций в возобновляемые источники энергии в США. Анализ показал, что солнечная и ветровая энергия занимает первое место, в то время как альтернативные источники энергии на основе травы и древесины находятся в конце списка альтернатив.

За пределами США, Zhang et al. [5] изучали реальные варианты инвестиций в солнечную энергию в Китае. Модель исследовала неопределенные факторы, включая стоимость невозобновляемой энергии, рыночную цену на электроэнергию и затраты на CO 2 , а также оценила инвестиционную стоимость и оптимальные сроки для применения солнечных электростанций в Китае.Было обнаружено, что повышенный уровень субсидий, стабилизация рынка и продвижение технологических разработок являются основными факторами привлечения инвестиций. Симсек и Симсек [6] исследовали стимулы для возобновляемых источников энергии в Турции. Было заявлено, что дерегулирование рынка электроэнергии и совершенствование законодательства о возобновляемых источниках энергии стимулировали рост инвестиций и проектов в области возобновляемых источников энергии в течение последних нескольких лет. Kılkış [7, 8] разработал составной индекс для оценки энергетических и экологических систем в городах Средиземноморья и Юго-Восточной Европы.Mattiussi et al. [9] разработали многоцелевую модель оптимизации и использовали AHP для выбора наиболее устойчивого энергоснабжения в Австралии.

Romero et al. [10] изучили планы Европейского Союза (ЕС) в отношении возобновляемых источников энергии. Исследование показало, что недавний успех в увеличении инвестиций и установок возобновляемой энергии был обусловлен государственными финансовыми стимулами. Испания была выбрана в качестве примера. Были изучены варианты возобновляемых источников энергии, включая ветровые, солнечно-тепловые, фотоэлектрические и биомассовые.В исследовании также были указаны системы финансовой поддержки в Испании. Другое исследование с европейской стороны было проведено Булавской и Рейнес [11]. Это исследование было сосредоточено на макроэкономике и потенциале создания рабочих мест с помощью технологий возобновляемых источников энергии в Нидерландах. Прогнозировалось, что к 2030 году 0,85% валового внутреннего продукта (ВВП) будет приходиться на использование возобновляемых источников энергии. Также было подсчитано, что к тому времени появится 50 000 новых рабочих мест с полной занятостью.

Исследование проводилось ранее для сравнения и выбора возобновляемых источников энергии.Однако многие муниципалитеты, особенно города среднего и крупного размера, сталкиваются с проблемой определения наиболее подходящих источников энергии, которые являются устойчивыми и рентабельными. Существует разрыв между новейшими исследованиями в области возобновляемых источников энергии и тем, как адаптировать результаты исследований для разработки и внедрения возобновляемых источников энергии в городах по всему миру. Сложные решения о возобновляемых источниках энергии часто включают нематериальную и неявную информацию, которая может быть количественно определена с использованием материальных и явных значений, чтобы помочь принимать обоснованные решения [12].AHP - это метод измерения, который выполняет попарные сравнения критериев принятия решения и ранжирования альтернативных решений с использованием экспертных знаний. AHP выявляет несоответствия во мнениях экспертов посредством проверки согласованности; непоследовательные экспертные данные исключаются из анализа проблемы решения, чтобы гарантировать достоверность экспертных знаний. Помимо несоответствий, масштабирование экспертной оценки альтернатив решений по различным критериям влияет на принятие решения и его результат [13].AHP позволяет экспертам корректировать свою оценку посредством процесса повторного подтверждения и корректировать свою оценку для принятия беспристрастных решений.

С тех пор, как AHP был впервые разработан в 1980-х годах, он применялся во многих приложениях для принятия решений [14]. Несколько исследований были посвящены использованию AHP для планирования возобновляемых и устойчивых источников энергии (например, [15,16,17,18,19,20,21,22,23,24]). В контексте возобновляемых источников энергии различные исследования были посвящены конкретным источникам энергии. Например, Sindhu et al.[25] выделили приоритетные задачи в росте солнечной энергии в Индии с помощью AHP. Уян [26] использовал AHP для выбора участков солнечной фермы в Турции. Papalexandrou et al. [27] использовали AHP для сравнения биотоплива и ископаемого топлива и определения того, какие типы биотоплива следует выбрать. Окелло и др. [28] использовали AHP для оценки биоэнергетических альтернатив в Уганде. Чоудхари и Шанкар [29] обсудили, как можно использовать AHP для выбора месторасположения тепловых электростанций в Индии.

Помимо планирования возобновляемых источников энергии и выбора конкретных возобновляемых источников энергии, AHP широко использовался в энергетических приложениях и за ее пределами.Например, несколько исследований были посвящены экологическим цепочкам поставок и использовали AHP для помощи в выборе поставщиков [30], морских портов [31] и экологически чистой электроэнергии [32]. Другие исследования использовали AHP для выбора местоположения станций наблюдения за ветром [33], выделения ресурсов на исследования и разработки в области энергетики [34] и сравнения систем водяного отопления [35]. Несмотря на то, что были проведены существенные исследования по планированию использования возобновляемых источников энергии и выбору источников энергии с использованием AHP, несколько исследований объединили эти два направления и применили их к различным географическим регионам для определения долгосрочных энергетических стратегий в этих регионах.Муниципалитеты обладают уникальными характеристиками, включая природные ресурсы, условия окружающей среды, население, промышленную деятельность, политику и другие, и испытывают различные краткосрочные и долгосрочные тенденции развития этих характеристик. В планировании производства энергии участвуют несколько субъектов (например, лица, определяющие политику, и поставщики услуг) на разных уровнях (например, на местном, региональном и национальном). Системный подход необходим, чтобы позволить муниципалитету разработать стратегию эффективного и действенного изучения альтернативных источников энергии.

Новизна данной статьи двоякая. Во-первых, это исследование объединяет энергетическое планирование и выбор источника энергии. Предыдущие исследования были сосредоточены либо на планировании конкретного источника энергии, такого как ветер или солнце, либо на выборе источников энергии. Эта статья объединяет оба аспекта и развивает системный подход к долгосрочному энергетическому планированию и выбору устойчивых источников энергии. Во-вторых, в этом исследовании AHP используется для помощи в планировании энергетики и выборе возобновляемых источников энергии для конкретных городов на основе их уникальных характеристик.Предыдущие исследования разработали общие методологии энергетического планирования или выбора источников энергии; эти методологии не были адаптированы для муниципалитетов, и рекомендации часто не соответствовали действительности.

Методология

Множество методов и многокритериальных подходов к принятию решений, таких как AHP, аналитический сетевой процесс (ANP) и методика предпочтения порядка по сходству с идеальным решением (TOPSIS), VIseKriterijumska Optimizacija I Kompromisno Resenje (VIKOR), и ELEMATION Et Choix Traduisant la REalité (ELECTRE) были разработаны для ранжирования альтернатив.Основным вкладом этого исследования является систематический подход, встроенный в систему поддержки принятия решений, которая использует AHP для ранжирования различных альтернативных источников энергии в соответствии с множеством критериев и определяет соответствующие альтернативы энергии для конкретного города. Лица, принимающие решения, и заинтересованные стороны могут использовать результаты системы поддержки принятия решений, разработанной в этом исследовании, для принятия обоснованных решений об инвестициях и реализации альтернативных источников энергии для города. В этом исследовании собираются, нормализуются и анализируются два набора данных, включая веса для критериев оценки и оценки эффективности альтернативных источников энергии для критериев.Веса для критериев определяются путем опроса экспертов по нескольким дисциплинам, а оценки результативности получаются путем углубленных личных интервью с экспертами в области энергетики, которые обладают глубокими знаниями о городах, представляющих интерес [12, 13].

Это исследование отвечает на ключевой вопрос исследования «Какие альтернативы энергии являются наиболее подходящими для города с учетом его местоположения, ресурсов, населения, политической среды и других факторов?» Два основных этапа этого исследования заключаются в определении (а) весовых коэффициентов критериев для оценки альтернативных источников энергии и (б) показателей эффективности альтернативных источников энергии для каждого критерия и интересующего города.Предыдущие исследования исследовали несколько аспектов оценки возобновляемых источников энергии, включая экологические проблемы [18], стимулы [6], инвестиционные стратегии [3,4,5], рабочие места и экономическое развитие [11], а также исследования [34]. Эти точки зрения можно сгруппировать по пяти основным критериям (таблица 1). Эти пять критериев соответствуют четырем категориям, включая экономику, технологии, окружающую среду и общество, которые в литературе использовались для оценки возобновляемых источников энергии при принятии многокритериальных решений [36].

Таблица 1 Пять критериев оценки альтернативных источников энергии

Четыре категории в Таблице 1, экономика, технологии, окружающая среда и общество, являются основными категориями, которые определяют стратегические решения по использованию возобновляемых источников энергии в городах [36]. Пять критериев оценки в таблице 1 взяты из литературы [3,4,5,6,7, 11, 18, 34] и относятся к одной или нескольким из четырех категорий. В таблице 1 показано соответствие между пятью критериями оценки и четырьмя оценочными категориями.

После того, как на основе обзора литературы определены пять критериев для оценки альтернативных источников энергии, следующим шагом будет определение весов для каждого критерия с использованием МАИ. AHP получает информацию от экспертов путем попарного сравнения критериев и проверяет согласованность сравнений, предоставленных каждым экспертом. Согласованные данные от нескольких экспертов собираются и используются для расчета весов критериев. Эти критерии затем используются для оценки альтернативных источников энергии для конкретного города.Для каждого критерия эксперту предлагается несколько вариантов энергии, и эксперт дает оценку производительности для каждой альтернативы критерия. В этом исследовании оцениваются семь альтернативных источников энергии: эффективность, солнечная, ветровая, геотермальная, биомассовая, ядерная и гидроэлектрическая. Первая альтернатива, эффективность, указывает на то, что могут быть сделаны инвестиции для повышения энергоэффективности существующих энергетических приложений, и это инвестиционная альтернатива другим возобновляемым источникам энергии. Важно отметить, что эти семь энергетических альтернатив не исключают друг друга.В зависимости от доступных ресурсов для конкретного города могут быть выбраны одна или несколько альтернатив. В таблице 2 приведены пять критериев и семь альтернатив. Оценка экспертом альтернативы критерию - это оценка эффективности, которая должна быть записана в ячейку на пересечении критерия и альтернативы в таблице 2.

Таблица 2 Оценка альтернативных источников энергии

Два критерия, стоимость и максимальная мощность, поддаются измерению и имеют единицы измерения, тогда как остальные три, воздействие на окружающую среду, создание рабочих мест и безопасность, представляют собой сочетание материальных и нематериальных факторов и их трудно измерить. .AHP запрашивает экспертную оценку эффективности альтернативных источников энергии по каждому критерию с использованием шкалы от 0 до 10 (Таблица 3). Предположим, эксперта просят оценить эффективность альтернативы энергии X по критерию Y в городе Z, эксперт отвечает на вопрос: «Какова будет производительность X для Y, если X используется в Z?» и присваивает оценку от 0 до 10. Более высокая оценка означает, что X работает относительно хорошо с точки зрения Y, если X используется в Z, а более низкая оценка указывает, что X может быть не лучшим выбором для Z с точки зрения Y.

Таблица 3 Оценка эффективности критериев

Два опроса (анкеты) разработаны с использованием AHP [12, 37] для получения экспертной оценки. Первый опрос используется для определения весов пяти критериев путем попарных сравнений. Опрос рассылается нескольким экспертам в области возобновляемых источников энергии и энергетических приложений. Ответы большого числа экспертов помогают устранить или уменьшить предвзятость результатов опроса. Второй опрос используется для получения оценок производительности для различных альтернативных источников энергии.Этот опрос проводится путем интервьюирования экспертов, которые не только хорошо осведомлены о возобновляемых источниках энергии, но и имеют глубокое понимание географических, социальных и экологических характеристик того или иного города. С одним и тем же экспертом может быть проведено несколько интервью для уточнения оценки эксперта и подтверждения результатов работы. Как и в случае с первым опросом, для второго опроса также желательно получить ответы от нескольких экспертов. Поскольку второй опрос не включает парных сравнений и меньше экспертов, знающих о возобновляемых источниках энергии и характеристиках города, для завершения второго опроса берут интервью у одного эксперта от каждого города.

На рисунке 1 показана иерархическая структура, лежащая в основе двух обследований, результаты которых используются для ранжирования и выбора возобновляемых источников энергии. Ранжирование возобновляемых источников энергии может проводиться с использованием различных методов, таких как TOPSIS и анализ охвата данных (DEA), но AHP является наиболее подходящим методом для анализа проблем с иерархической структурой, подобной той, что представлена ​​на рис. Кроме того, AHP работает лучше других методов при получении ответа экспертов и проверке согласованности ответов каждого эксперта.МАИ может быть применен к задачам с 7-2 факторами [38]. В этом исследовании используются пять критериев оценки, и AHP хорошо подходит для анализа возобновляемых источников энергии в этом исследовании.

Рис. 1

Иерархическая структура ранжирования и выбора возобновляемых источников энергии

Приложения AHP в Чэнду, Эскишехир и Чикаго

Три города из Азии, Европы и Северной Америки выбраны для оценки альтернативных источников энергии с использованием AHP и помочь этим городам разработать долгосрочные стратегии использования возобновляемых источников энергии.В Азии Чэнду, крупный город, расположенный в Западном Китае с населением более 7,8 миллиона человек, выбран для применения AHP для оценки возобновляемых источников энергии. Чэнду находится недалеко (около 20 миль) от самой длинной реки, Янцзы, в Китае. Это обеспечивает Чэнду большим потенциалом гидроэнергетики и атомной энергетики. Большая часть электроэнергии в Чэнду поступает из угля. В Чэнду нет атомных электростанций. Одна из причин выбрать Китай заключается в том, что в Китае уже несколько десятилетий есть атомные электростанции, а также стратегический план и технологические ноу-хау для строительства большего количества атомных электростанций.

В Европе выбран Эскишехир, расположенный на северо-западе Турции и соединяющий Анкару и другие крупные города, потому что Турция - быстро развивающаяся страна с постоянно растущим спросом на энергию, и Эскишехир, в частности, сталкивается с проблемой нехватки энергии. Эскишехир обладает огромным потенциалом развития солнечной энергии, энергии ветра и биомассы и служит центром распределения энергии для окружающего региона [39]. Кроме того, низкая плотность населения и растущая государственная поддержка делают Эскишехир идеальным городом для этого исследования.В Северной Америке для этого исследования выбран Чикаго, один из крупнейших и густонаселенных городов США. Чикаго расположен на берегу озера Мичиган, недалеко от нескольких рек. В штате Иллинойс, где расположен Чикаго, наблюдается высокий уровень сельскохозяйственной деятельности [40]. Чикаго нуждается в дополнительной энергии и имеет большой потенциал для развития ядерной энергии, энергии ветра и биомассы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *