Окружающая природная среда обеспечивает огромное количество энергии. Она хранится в солнечном свете, движении ветра, гидроэнергетике, геотермальной энергии и возобновляемой биомассе. Задача человека состоит в том, чтобы сделать эту энергию максимально эффективной и непрерывной.
Однако, поскольку не все виды энергии находятся в бесконечной степени доступности, некоторые из природных ресурсов имеют соответствующую экономическую значимость.
В отличие от конечных ресурсов, возобновляемые доступны постоянно и в бесконечном количестве. Благодаря этому, их использование становится более экологичным, поскольку ни один из них невозможно истощить полностью.
Что касается нефти и добычи, перевозки и эксплуатации, существуют серьезные последствия для окружающей среды, такие как изменение климата.
Стоит упомянуть, что это одна из основных причин существования парникового эффекта в атмосфере и загрязнения морей и океанов. Чтобы противостоять этому, страны мира делают упор на производство энергии из возобновляемых ресурсов.
Это запечатлено в многочисленных директивах и законах, которые были приняты, прежде всего, как ответ на несколько экологических отчетов и докладов.
С 1990 года вклад источников возобновляемой энергии в производство электроэнергии и тепла, а также потребление топлива во всем мире значительно возрос.
Основными источниками были энергия ветра, гидроэнергетика, солнечный свет (фотоэлектрическое и солнечное тепло), биогенное топливо, а также, хотя и до сих пор в незначительных масштабах, геотермальная энергия.
К примеру, мощность сетевых ветростанций за 2010 год выросла на 32% в связи с введением в эксплуатацию новых ветростанций. В 2015 году свыше 19% потребления энергии в мире было осуществлено с помощью возобновляемой энергии.
Таким образом, в течение 20 лет возобновляемые источники энергии стали важным фактором в обеспечении безопасности поставок, а также внесли значительный вклад в предотвращение выбросов углекислого газа в атмосферу.
Существующие источники возобновляемой энергии
В условиях индустриализации и неуклонно растущего населения во всем мире ощущаются все большие потребности в энергии. До сих пор она покрывалась в основном за счет сырья нефти и угля. Тем не менее, приближается конец ископаемых ресурсов.
С уменьшением объема ресурсов связано и неуклонно возрастающее загрязнение окружающей среды. В последние 10 лет генерация электроэнергии из возобновляемых источников становится все более важным.
1. Солнечная энергия:
Солнечная энергия может быть получена на солнечных электростанциях или солнечных установках. В отличие от угольных электростанций, они работают без выбросов СО2, сажи или мелкой пыли. Солнечные системы собирают солнечный свет коллекторами и тем самым генерируют тепловую энергию.
Это может быть использовано, например, в домашних условиях для нагрева воды. В большем масштабе работают солнечные электростанции. Здесь параболические зеркала объединяют поступающее солнечное излучение на поглотитель. Это приводит к чрезвычайно высоким температурным значениям.
Тепло, вырабатываемое в результате этого, впоследствии преобразуется в электрический ток на тепловой электростанции. В зависимости от мощности и размера подключения, солнечные электростанции могут питать целые регионы возобновляемой энергией. Они распространены в США, Германии и Испании.
2. Энергия ветра:
Генерация электрического тока из энергии ветра работает по простому принципу. Кинетическая энергия ветра преобразуется в энергию вращения. Из нее можно вырабатывать электрический ток. В случае ветродвигателя это преобразование происходит с помощью лопастей ротора.
При помощи энергии вращения лопастей ротора приводится в действие вал, при помощи которого работает генератор для выработки электроэнергии. Количество электроэнергии, которое может производить ветродвигатель, зависит от его размера, эффективности и существующих условий ветра.
3. Биомасса:
Это сырье может находиться в разных агрегатных статусах. В твердом состоянии биомасса, например, представляет собой продукцию сельского и лесного хозяйства.
Жидкое состояние, с другой стороны, принимает биомасса из растительных масел или биоэтанола. В газообразном состоянии биомасса пребывает, в свою очередь, в виде органического газа.
4. Геотермальная энергия:
Электроэнергия из геотермальных источников называется геотермальной энергией. В зависимости от глубины освоения различают поверхностную и глубокую геотермальную энергию.
Использовать глубинное тепло позволяют геотермальные зонды, геотермальные коллекторы или неглубокие колодцы подземных вод. В отличие от поверхностных температур, на которые влияют осадки и ежегодные колебания температуры, температуры в глубине Земли относительно постоянны.
Кроме того, температура повышается с погружением на глубину. Иногда геотермальные источники прорываются на поверхность в виде гейзеров – особенно часто такое явление наблюдается в районах с повышенной вулканической деятельностью.
Большим преимуществом геотермальной энергии является экологически чистое, сезонное и независимое от погоды обеспечение энергии. С точки зрения конечного пользователя, есть и другие преимущества, такие как стабильная цена теплоснабжения, отсутствие дополнительных складских помещений и отсутствие страхования ответственности за ущерб от воды.
Местные власти также получают выгоду от геотермальной энергии, поскольку есть хорошие возможности для финансирования, ведется муниципальный контроль за энергоснабжением и существуют долгосрочные инвестиции в инфраструктуру, которая также принесет пользу будущим поколениям. Кроме того, привлекательность повышается за счет экологически чистой добычи.
5. Гидроэнергетика:
Гидроэнергетика известна как один из старейших используемых источников энергии. Еще в доиндустриальные времена люди уже умели использовать силу воды. Она служила для привода в движение мельниц, пил и молотов.
Принцип гидроэнергетики основан на кинетической и потенциальной энергии потока воды, который приводит в движение колесо турбины, преобразующее силу воды в механическую энергию вращения.
По сравнению с другими источниками энергии, гидроэнергетика является зрелой технологией, с помощью которой - после использования биомассы - вырабатывается наибольшая доля возобновляемой энергии.
Но в использовании энергии воды есть и свои минусы: возведение ГЭС требует больших капиталовложений, а водохранилища занимают большие территории, часто относящиеся к сельскохозяйственным землям.
Использование источников возобновляемой энергии в России Богатство природных ресурсов страны позволяет не только обеспечивать собственное хозяйство необходимой энергией, но и поставлять за рубеж нефть и газ.
Но насколько предусмотрительна такая политика? Две трети всей страны лишены централизованного энергоснабжения. Многие регионы нуждаются в завозе топлива и поставке электроэнергии. Множество населенных пунктов страдает от отсутствия газификации.
В то же время вклад имеющихся эксплуатируемых источников возобновляемой энергии – кроме крупных ГЭС – составляет всего 1%. В этой области Россия значительно отстает от передовых стран. Развитие этой области электроэнергии следует рассматривать, как фактор преобразования и улучшения экономики.
В свете сегодняшней нарастающей борьбы за экологию во всем мире использование таких источников приобретает особенно важное значение.
Такую энергию называют «зеленой», то есть благоприятствующей состоянию климата.
