Таблица альтернативные источники энергии плюсы и минусы

Содержание:

В последнее время с самых различных трибун, в средствах массовой информации говорят о необходимости перехода на возобновляемые источники энергии. Ученые, политики, губернаторы или даже мэры городов регионального значения доказывают, что от использования углеводородов следует отказаться. Главным источником энергии должны стать солнце, ветер и прочие альтернативные и возобновляемые источники энергии. Но какие минусы несет переход на «зеленую энергию»? Или есть только плюсы? Перечислим несколько фактов, а вывод напросится сам.

80% энергии в мире обеспечивается углеводородами

К сожалению, желания не всегда подкрепляются возможностями. А они говорят о том, что «новая энергетическая экономика» не способна сыграть значимую роль в обозримом будущем. Аргументированных доказательств тому довольно много.

Сегодняшняя ситуация в мире такова, что более 80% энергии, используемой в мире, обеспечивается углеводородами. Если добиться снижения доли их потребления только на 2%, глобальные расходы на альтернативные источники энергии потребуют расходов в размере около 2 триллионов долларов. Что касается доли энергетических установок, использующих ветер и солнце, то она не достигает 2% от общего объема энергии, используемой в мире.

Рост спроса на эффективную энергию

Признаемся, что на планете живут 4 миллиарда бедных людей. В случае, если они на душу населения смогут потреблять хотя бы около третьей части энергии, которую потребляют европейцы, уровень этого спроса окажется вдвое больше от потребляемого Америкой.

По прогнозам к 2040 году число электромобилей в мире достигнет 400 миллионов. То есть, увеличится в 100 раз, по сравнению с сегодняшним показателем. За счет этого мировой спрос на нефть снизится на 5%. Можно вспомнить, что для увеличения мировой добычи нефти в 10 раз понадобилось 5 десятилетий. Если заменять углеводороды возобновляемыми источниками энергии, увеличивая объемы в течение 20 лет, то требуемое увеличение составляет 90 раз. В течение предстоящих 30 лет в США для замены производства электроэнергии на основе углеводородов потребуется реализация строительной программы, которая даст возможность создать новую систему энергетики в 14 раз быстрее, чем она создавалась когда-либо.

В настоящее время США потребляют 16% мировой энергии. Если эта страна будет получать электроэнергию из других источников, то 70% углеводородов будут не востребованы.

Эффективность использования энергии увеличивает спрос на нее, так как стоимость готовой продукции и услуг снижается. В общих чертах это выглядит так: глобальная энергоэффективность с 1990 года и по настоящее время возросла на 33%, рост экономики составил 89%, при этом мировой рост потребления энергии увеличился на 40%.

Пример 1

Гражданские авиалайнеры с 1995 года стали потреблять на пассажиро-километр на 70% авиационного топлива меньше. При этом объемы авиаперевозок увеличились в 10 раз, а авиатоплива стали использовать больше только на 50%.

Пример 2

С того же 1995 года расход энергии на байт снился в 10 раз. При этом мировой трафик увеличился приблизительно в миллион раз. Одновременно отмечен рост мирового объема использования электроэнергии для обеспечения работы компьютерной техники. Что касается объема потребления энергии, то он с 1995 года вырос на 50%.

Аккумуляторов надолго не хватит

Интересно! Существует важное условие, целью которого является обеспечение страны энергией в течение двух месяцев. Для этого созданы специальные хранилища, где находятся запасы углеводородов. В сегодняшних условиях запасти в таких количествах электроэнергию невозможно. Так, в США все имеющиеся батареи, все аккумуляторы и миллион электромобилей могут обеспечивать спрос на электроэнергию лишь в течение двух часов.

Сейчас много говорят об аккумуляторах завода Tesla Gigafactory. Конечно, в течение года этих устройств производится очень много. Однако весь годовой выпуск в Соединенных Штатах обеспечит только 3 минуты потребностей на электроэнергию. Для того, чтобы создать запас аккумуляторов, с помощью которых можно обеспечить необходимой энергией Штаты в течение двух дней, Tesla Gigafactory должен работать тысячу лет.

Читайте также:  Ресанта саи 190 или 190к что лучше

Завод Tesla Gigafactory в Китае

Первым делом самолеты

Известно, что для эксплуатации самолета стоимостью миллиард долларов на протяжении двадцати лет потребуется объем горючего на 5 миллиардов долларов. Годовые расходы на строящиеся самолеты превышают 50 миллиардов долларов в год. Миллиард долларов, израсходованный на обработку данных в специальных центрах, требует затратить 7 миллиардов долларов в течение 20 лет на электроэнергию. Мировые расходы на такие центры за год превышают 100 миллиардов.

Сравнение эффективности нефтяных скважин и ветряных турбин

В течение 30 лет солнечные и ветровые электростанции выработают электроэнергию на миллион долларов, выдав соответственно 40 миллионов и 55 миллионов киловатт/часов. Скважины, с помощью которых добывают сланцевую нефть и газ, стоимостью миллион долларов, за 30 лет дадут такое количество газа, что его хватит для выработки 300 миллионов киловатт/часов.

Чтобы построить одну скважины (нефть или газ), требуются такие же затраты, как и для строительства двух ветряных турбин. При этом скважина на сланцевом месторождении в час обеспечивает получение 10 баррелей нефти. Если сделать перерасчет на эквивалентность энергии, то ветряная турбина производит 0,7 баррелей нефти в час.

Чтобы хранить баррель нефти или природный газ в нефтяном эквиваленте, требуется 0,5 доллара. Для хранения электроэнергии в эквиваленте баррелю в батареи, требуется 200 долларов.

Ветряные и солнечные станции

Для компенсации эпизодического использования ветровой и солнечной энергии в США используются установки, работающие на нефти и газе. За период с 2000 года их использование возросло в 3 раза. Что касается коэффициента мощности парка ветровых установок, то этот показатель увеличивается приблизительно на 0,7% за год. Это достигается, главным образом, за счет того, что происходит сокращение числа турбин на акр. В результате средняя площадь земли, которая используется для производства электроэнергии, увеличивается на 50%.

А вы о птицах подумали?

Интересный факт! Много комментариев и споров получило высказывание президента РФ В.В. Путина о ветряках и их вреде для птиц. Владимир Владимирович Путин на выставке «Иннопром-2019» в Екатеринбурге заявил, что зеленые возобновляемые источники энергии, к которым относятся солнечная и энергия ветра, вредят природе и людям. «Комфортно ли людям будет жить на планете, уставленной частоколом ветряков и покрытой несколькими слоями солнечных батарей? Сколько птиц гибнет из-за ветряков! Они так трясутся, что червяки вылезают из земли», — сказал президент РФ.

Ветровые и солнечные электростанции работают 30% времени

В США боле 90% электроэнергии обеспечивается источниками, способными поставлять ее в соответствии с требованиями рынка. Транспорт использует 99% такой энергии. Что касается ветровых и солнечных установок, то энергия вырабатывается ими лишь в течение 25%-30% времени, то есть, когда это позволяют условия. Обычная электростанция может работать практически без перерывов.

Разработка сланцевых месторождений позволила снизить цены на природный газ и уголь. Эти виды топлива обеспечивают производство 70% электроэнергии в Соединенных Штатах. При этом произошло увеличение тарифов на нее. Оно составило, по сравнению с 2008 годом, 20%, что произошло за счет субсидий на производство солнечной и ветровой энергии.

Главный минус — затраты на внедрение альтернативных источников энергии

Для трансформации экономики на новую энергетику потребуются огромные затраты. Это можно сравнить с ситуацией, при которой всех жителей земли нужно отправить на Луну.

Если говорить об увеличении установок, получающих энергию от солнца, то следует помнить о физическом пределе. Максимумом преобразования фотонов в электроны является только 33%. Коммерческие установки обеспечивают и того меньше, только 26%. Что касается ветровых установок, то пределом для них является 60% той энергии, которую обеспечивает движущийся воздух. Показатель коммерческих турбин – 45%.

В фунте нефти содержится столько энергии, что она намного превышает возможное хранение энергии в фунте батареи, созданной для хранения электроэнергии. Сравнение здесь такое – эквивалентом одного фунта углеводородного горючего являются 60 фунтов батарей. При этом для создания одного фунта такой батареи необходимо 100 фунтов добытых, перемещенных, переработанных материалов. Чтобы хранить энергетический эквивалент барреля нефти, нужно 20 тысяч фунтов батарей. Общая их стоимость – 200 тысяч долларов.

Доступно ли внедрение возобновляемой энергии на самом деле? Просто факты

  • Чтобы перевезти в Азию один энергетический эквивалент авиационного керосина, потребуются аккумуляторы общей стоимостью в 60 миллионов долларов. При этом их общий размер впятеро превысит размеры самолета.
  • При изготовлении батарей, способных хранить в себе энергию, эквивалентную баррелю нефти, потребуется эквивалент энергии в 100 баррелей. Что касается самих батарей, то чтобы их создать, нужно переработать более гигатонны (109 тонн или 1012 кг) грунта. При этом потребуются литий, медь, никель, графит, кобальт и еще целый ряд элементов. Мало того, нужно будет израсходовать несколько миллионов тонн угля и нефти, огромное количества бетона и металла.
  • Сейчас лидером в изготовлении аккумуляторов является Китай. При этом 70% его энергетики работает на угле. Поэтому китайские машины, работающие на таких аккумуляторах, обеспечивают поступление в атмосферу столько углекислого газа, что его объем превышает тот, который выбрасывает такое же количество автомобилей, работающих на бензине и дизтопливе.
Читайте также:  Утюг philips подошва steamglide

Из выше сказано понятно, что польза от пропагандируемых некоторыми людьми и компаниями источников электроэнергии, использующих энергию солнца и ветра, может быть мнимой. Более того, она не только не соизмерима с затратами, само ее использование в целях снижения вредного воздействия на окружающую среду, также остается под вопросом.

Для получения любого вида энергии необходим определенный источник. Как известно, существуют традиционные и нетрадиционные источники энергии, то есть альтернативные.

Традиционными источниками энергии являются нефть, уголь, природный газ. Запасы данных источников энергии исчерпаемы, подлежат длительному восстановлению, а также отрицательно отражаются на экологическом состоянии планеты. Поэтому, большинством стран мира в качестве основного направления развития энергетики определено производство энергии с помощью альтернативных источников энергии. Альтернативные источники энергии относятся к возобновляемым ресурсам, они более экологичны и экономичны.

Основная классификация альтернативных источников энергии

№ п/п Вид альтернативного источника энергии Способ применения
1 Энергия солнечного излучения Фотоэлектрическая панель (ФЭП)

Солнечная электростанция (СЭС)

2 Энергия ветра Ветроэнергетическая установка (ВЭУ)

Ветряная электростанция (ВЭС)

3 Гидроэнергия Гидроэлектростанция (ГЭС) 4 Энергия приливов и отливов Приливная электростанция (ПЭС) 5 Энергия волн океанов и морей Волновая электростанция (ВЭС) 6 Геотермальная энергия Геотермальная станция (ГеоТЭС) 7 Энергия биомассы (биоэнергия) Переработка твердых, жидких и газообразных видов биотоплива термохимическими, физико-химическими, либо биохимическими методами

Энергия электромагнитного солнечного излучения

Она может использоваться для выработки как электроэнергии, как и тепловой энергии. Прямое преобразование солнечной радиации в электроэнергию производится как путем прямого преобразования за счет явления внутреннего фотоэффекта на фотоэлектрических панелях, так и косвенно с использованием термодинамических методов (получение пара с высоким давлением).

Солнечная электростанция

Получение тепловой энергии из солнечной производится за счет поглощения данной энергии и дальнейшего нагрева поверхности и теплоносителя, как специальными коллекторами, так и при помощи использования приемов «солнечной архитектуры».

Совокупность установок для преобразования энергии Солнца составляет солнечную электростанцию.

Кинетическая энергия ветра

Она служит для преобразования в механическую, тепловую, а также, чаще всего, в электроэнергию. Чтобы получить механическую энергию из кинетической энергии воздушных масс применяют элементарные ветряные мельницы. Однако, для дальнейшего преобразования полученной механической энергии необходимо использование ветрогенератора.

Ветрогенератор позволяет преобразовать механическую энергию вращения ротора в электрическую энергию. Существует возможность накопления полученной электроэнергии при помощи аккумуляторных батарей и использования только при необходимости. Такая установка будет называться ветроэнергетической, или ветроустановкой. Совокупность нескольких ветроустановок будет называться ветряной электростанцией.

Гидроэнергия

Гидроэнергия представляет собой солнечную энергию, преобразованную в потенциальную энергию, накопленную в плотине или водохранилище естественных и искусственных водоемов. Гидроэнергию можно преобразовывать в механическую либо электроэнергию с помощью гидротурбин. Данные установки называют гидроэлектростанциями (ГЭС).

Энергия приливов и отливов

Преобразование энергии приливов и отливов в электроэнергию производится на приливных электрических станциях двумя способами:

  1. Первый способ по принципу преобразования энергии аналогичен преобразованию энергии на гидроэлектростанции путем вращения турбины, связанной с электрогенератором;
  2. При втором способе используется энергия движения воды; данный способ основан на перепаде уровня воды при приливах и отливах.

Энергия волн

Энергия волн используется для получения механической и электрической энергии. Преобразование происходит на специальных волновых электростанциях, принцип работы которых основан на оказании воздействия волн на следующие применяемые устройства: поплавки, маятники, лопасти. Перемещение данных устройств образует механическую энергию, которая далее при помощи электрогенератора преобразуется в электроэнергию.

Геотермальная энергия или энергия тепла Земли

Она может использоваться по прямому назначению, либо для получения электроэнергии. Преобразование энергии происходит на геотермальных станциях – ГеоТЭС.

Источники геотермальной энергии могут быть высоко- и низкопотенциальными. К высокопотенциальным источникам относятся гидротермальные ресурсы (термальная вода). Их применяют для отопления помещений.

Биоэнергия

Биоэнергию производят из разных видов биологического сырья, которое получается после переработки биоотходов. Из твердых (щепа, пеллеты, древесина, солома), жидких (биоэтанол, биометанол, биодизель) и газообразных (биогаз, биоводород) видов биологического топлива путем термохимических (пиролиз, сжигание), физико-химических (биоконверсия), либо биохимических (анаэробное брожение биомассы) методов преобразования получают тепловую или электрическую энергию.

Преимущества и недостатки альтернативных источников энергии следует рассматривать в индивидуальном порядке, однако выделим несколько общих плюсов и минусов, характерных для всех источников.

Плюсы использования альтернативных источников энергии

  • Возобновляемость
  • Экологический аспект.
  • Широкое распространение, доступность.
  • Низкая себестоимость производства энергии в обозримом будущем.

Минусы применения альтернативных источников энергии

  • Непостоянство, зависимость от погодных условий и времени суток.
  • Невысокий коэффициент полезного действия (за исключение водных источников энергии).
  • Высокая стоимость
  • Недостаточная единичная мощность установок.
Читайте также:  Какой стороной крыть рубероид

Солнечные батареи. Для чего не стоит покупать. Мифы и реальность ч 1. (Январь 2020).

Есть много причин, по которым мир ищет альтернативные источники энергии, чтобы уменьшить загрязняющие вещества и парниковые газы. Альтернативные или возобновляемые источники энергии показывают значительные перспективы в сокращении количества токсинов, являющихся побочными продуктами использования энергии, и помогают сохранить многие природные ресурсы, которые мы в настоящее время используем в качестве источников энергии.

Чтобы понять, как использование альтернативной энергии может помочь сохранить нежный экологический баланс планеты и помочь нам сохранить невозобновляемые источники энергии, такие как ископаемые виды топлива, важно знать, какой тип альтернативной энергии существует.

Давайте рассмотрим некоторые из наиболее распространенных источников.

1. Энергия ветра

Энергия ветра использует силу ветра, чтобы продвигать лопасти ветряных турбин. Вращение лопаток турбины преобразуется в электрический ток с помощью электрического генератора. В старых ветряных мельницах энергия ветра использовалась для превращения механического оборудования в физическую работу, например, измельчение зерна или перекачивание воды. Ветровые башни обычно строятся на ветровых электростанциях.

Теперь электрические токи запрягаются крупными ветровыми электростанциями, которые используются национальными электрическими сетями, а также небольшими индивидуальными турбинами, используемыми для обеспечения электричества в изолированных местах или в отдельных домах. В 2005 году мировая мощность ветрогенераторов составляла 58 982 мегаватт, а их производство составляло менее 1 процента мирового потребления электроэнергии.

  • Ветровая энергия не производит загрязнения, которое может загрязнять окружающую среду. Поскольку никаких химических процессов не происходит, как при сжигании ископаемого топлива, вредных побочных продуктов не осталось.
  • Поскольку ветрогенерация является возобновляемым источником энергии, мы никогда не закончим ее.
  • Сельское хозяйство и выпас скота все еще могут иметь место на земле, занятой ветряными турбинами, которая может помочь в производстве биотоплива.
  • Ветровые фермы могут быть построены за пределами берега.

The Cons

  • Энергия ветра прерывистая. Для непрерывной выработки электроэнергии необходим постоянный ветер. Если скорость ветра уменьшается, задерживается турбина и меньше электричества.
  • Большие ветряные фермы могут негативно повлиять на пейзаж.

2. Солнечная энергия

Солнечная энергия используется обычно для отопления, приготовления пищи, производства электроэнергии и даже для опреснения морской воды. Солнечная энергия работает, захватывая солнечные лучи в солнечные батареи, где этот солнечный свет затем преобразуется в электричество. Кроме того, солнечная энергия использует солнечный свет, который поражает солнечные тепловые панели, чтобы преобразовать солнечный свет, чтобы нагреть воду или воздух. Другие методы включают использование солнечного света, который поражает параболические зеркала, чтобы нагреть воду (создавая пар) или просто открывая жалюзи в комнатах или оттенки окна, чтобы позволить солнечному свету пассивно нагревать комнату.

The Pros

  • Солнечная энергия – это возобновляемый ресурс. Пока Солнце существует, его энергия достигнет Земли.
  • Выработка солнечной энергии не приводит к загрязнению водой или воздухом, поскольку отсутствует химическая реакция от сжигания топлива.
  • Солнечная энергия может использоваться очень эффективно для практических целей, таких как отопление и освещение.
  • Преимущества солнечной энергии часто видны для обогрева бассейнов, курортов и резервуаров для воды во всем мире.

The Cons

  • Солнечная энергия не производит энергию, если солнце не светит. Ночные и облачные дни серьезно ограничивают количество произведенной энергии.
  • Солнечные электростанции могут быть очень дорогими для сборки.

3. Геотермальная энергия

Геотермальная буквально означает «земное тепло». Геотермальная энергия использует тепловую энергию, находящуюся под Землей. Горячие камни под землей нагревают воду для производства пара. Когда отверстия пробурены в области, пар, который стреляет вверх, очищается и используется для привода турбин, которые питают электрические генераторы.

Плюсы

  • Если все сделано правильно, геотермальная энергия не производит вредных побочных продуктов.
  • Как только построено геотермальное растение, оно, как правило, самодостаточно энергично.
  • Геотермальные электростанции, как правило, небольшие и мало влияют на природный ландшафт.

The Cons

  • Если сделано неправильно, геотермальная энергия может производить загрязняющие вещества.
  • Неправильное сверление в землю может выделять опасные минералы и газы.
  • Геотермальные объекты подвержены испарению.

4. Гидроэнергетическая энергия

Гидроэнергетика исходит из потенциальной энергии воды с водой, управляющей гидротурбиной и генератором.

Другим вариантом является использование кинетической энергии воды или неподготовленных источников, таких как приливная сила. Гидроэнергетика работает за счет использования гравитационного спуска реки, которая с давних пор сжимается в одном месте с плотиной или дном. Это создает место, где концентрированное давление и поток воды могут использоваться для вращения турбин или водяных колес для привода электрического генератора. Электрические генераторы, работающие от гидроэлектроэнергии, могут работать в обратном направлении в качестве двигателя, чтобы откачивать воду для последующего использования.

Оставьте ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *