Почему считается, что возобновляемые источники энергии менее эффективны, чем ископаемое топливо? Всё дело в разнице затрачиваемых ресурсов и энергии, из-за которого считается, что переход на возобновляемые источники энергии приведёт к общему падению чистого производства энергии.
Однако сложно не заметить настоящий #ЭкоБум в мире и стремление человечества к созданию наиболее подходящего для себя пространства. Люди всё активнее учатся сортировать мусор, использовать многоразовые и экологичные предметы в быту, ну и, конечно, активно исследуют возможность полноценного перехода на возобновляемые источники энергии.
Всё не зря
Согласно результатам нового исследования, в большинстве стран возобновляемые источники уже производят больше чистой энергии, чем ископаемое топливо, а предыдущие подсчёты эффективности специально произведены таким образом, чтобы показать превосходство ископаемых источников энергии над возобновляемыми.
Основная идея новой работы заключается в том, что, хотя добывать ископаемое топливо энергетически дешевле, получаемый материал не готов к использованию и требует преобразования в полезную форму, а также транспортировку к месту потребления. Помимо прочего, происходит ещё и потеря энергии при её использовании. Наиболее ярким примером тут являются двигатели внутреннего сгорания, в которых для фактического преобразования в движение эффективно используется значительно меньше половины энергии, содержащейся в бензине.
Исследователи опирались на показатель энергетической отдачи от инвестиций (energy return on investmen, EROI) — показатель того, сколько энергии требуется, чтобы заставить единицу энергии работать с пользой для общества: обогревать дом, приводить в движение автомобиль, освещать комнату и так далее.
К примеру, несмотря на то, что природный газ имеет одинаковый EROI при добыче, в стране, которая в основном использует газ для отопления, он будет иметь разный EROI на стадии полезного использования по сравнению со страной, которая использует его для выработки электроэнергии, поскольку эти два вида деятельности имеют разную эффективность.
Для анализа EROI на стадии полезного использования исследователи опирались на сделанные ранее расчёты, которые позволили составить статистику за 50-летний период с 1970 по 2020 год.
Исследователи отмечают, что в их данные не вошли затраты на электроэнергию инфраструктуры, необходимой для добычи ископаемого топлива, которые в случае таких вещей, как бурение на шельфе, могут быть значительными.
У природного газа самый высокий коэффициент полезного действия EROI — 9,5, у угля — 7,2, а у нефтепродуктов — всего 2. Большинство этих показателей практически не менялись на протяжении последних 50 лет, за исключением природного газа, для которого произошло резкое снижение EROI при подготовке к использованию и меньшее снижение EROI на стадии использования.
Большую роль в этих показателях играет то, как используются эти виды топлива. Например, EROI полезного действия для природного газа в системах отопления зданий составляет около 12, что означает, что его можно использовать достаточно эффективно. Стоимость отопления с использованием нефтепродуктов составляет всего около 5. Нефтепродукты, используемые в ДВС имеют ужасный показатель: чуть выше 2 для железнодорожных перевозок и менее 2 для автомобильных.
Пусть всегда будет ветер, пусть всегда будет Солнце
В представленном анализе возобновляемая энергия сосредоточена на ветре и Солнце (к примеру, производство метана на данный момент довольно незначительно). В качестве применения для возобновляемой энергии рассматривались отопление, железнодорожные и автомобильные перевозки, а также другие применения, которые свойственны ископаемому топливу.
Оказалось, что многие из этих видов применения чрезвычайно эффективны — такие устройства, как тепловые насосы и электродвигатели, гораздо лучше превращают энергию в полезное использование, чем их эквиваленты на ископаемом топливе.
Исследователи провели довольно глубокую работу, результаты которой оказались поразительными. Абсолютный наихудший показатель для ветроэнергетики превышает 10, а самые высокие значения находятся в районе 25. Таким образом, энергия ветра уже опережает ископаемое топливо, когда речь заходит о том, чтобы возвращать нам больше полезной энергии, чем необходимо для производства, установки и обслуживания ветряных турбин. Оценки солнечной энергии в среднем немного ниже — она варьируется от низкой примерно в 7 до высокой примерно в 20, что значительно опережает нефтепродукты и в целом составляет конкуренцию природному газу.
Помимо прочего, специалисты провели оценку потенциального перехода преимущественно на возобновляемые источники энергии по странам (Республика Конго, Узбекистан и Северная Корея были исключены из этого анализа) и вывод оказался следующим:
Можно ожидать, что возобновляемые источники энергии дадут больше чистой полезной энергии, чем ископаемое топливо, почти во всех странах
Следует отметить, что целью исследования не является рассмотрение всех источников энергии, чтобы определить, какой является лучшим. Вопрос, стоящий за ним, звучит так: приведёт ли отказ от ископаемого топлива к энергетическому кризису? Полученные данные ясно указывают на то, что этого не произойдет. Да, на сегодняшний день имеется ряд проблем, но из полученных данных ясно следует, что переход на возобновляемые источники энергии не вызовет энергетического кризиса, а в долгосрочной перспективе улучшения в производстве, освоение новых технологий и повышение эффективности преобразования энергии могут улучшить ситуацию ещё больше.
Используете ли вы в быту энергию из возобновляемых источников?
Чтобы не пропускать новости ракетно-космической отрасли, подписывайтесь на канал, а также на канал в Telegram: