В зависимости от глубины, на которой он добывается, он используется для централизованного теплоснабжения или для производства электроэнергии. Зеленая энергия приносит реальную пользу окружающей среде, поскольку энергия поступает из природных ресурсов, таких как солнечный свет, ветер и вода. Эти постоянно пополняемые источники энергии являются прямой противоположностью неустойчивому ископаемому топливу с выбросом углерода, которое использовалось нами более века. Зеленая энергетика способна заменить ископаемое топливо в будущем, однако для достижения этой цели может потребоваться различное производство с использованием различных средств.
Затраты при транспортировке и передаче зеленой энергии в разы выше по сравнению с другими видами электроэнергии. Например, стоимость передачи «ветряной» энергии в три раза больше, чем транспортировка тока, вырабатываемого от угля. Как правило, это еще и связано с тем, что производство зеленой электроэнергии происходит в местах весьма отдаленных от территорий, где ее потребляют. Поэтому при транспортировке зеленой энергии из-за больших расстояний в разы увеличивается нагрузка и эксплуатационные расходы на линии электропередач. — Концерн BASF будет постепенно переходить на возобновляемые источники энергии.
Таким образом, зеленое электричество — это электричество, произведенное из зеленых источников энергии (ветровая, солнечная или гидравлическая энергия). Когда это производится, оно повторно вводится в глобальную распределительную сеть, таким образом, зеленое электричество смешивается с обычным электричеством, называемым «серым» электричеством в оппозиции. Поэтому невозможно определить тип электричества, которым питается домохозяйство. Зелёная энергия (её также называют возобновляемой или регенеративной энергией) – это энергия из энергетических ресурсов, которые являются возобновляемыми или неисчерпаемыми.
В качестве источника энергии зеленая энергия часто исходит из технологий возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия, энергия ветра, геотермальная энергия, биомасса и гидроэлектроэнергия. Каждая из этих технологий работает по-разному, будь то получение энергии от солнца, как солнечные панели, или использование ветряных турбин или потока воды для выработки энергии. За счет расширения использования «зеленых» (возобновляемых) источников (ВИЭ). Зеленая энергетика в мире обязана своим названием альтернативным источникам энергии (ее еще называют возобновляемой или регенеративной). Это значит, что энергетическими ресурсами становятся постоянно происходящие в окружающей среде процессы. Возобновляемую энергию получают из таких источников, как гидроэнергия, энергия
ветра, солнечная энергия, геотермальная энергия, биомасса и энергия приливов и
отливов.
Водород в настоящее время является крупным поставщиком возобновляемой энергии для цементной, черной, стальной и химической промышленности. Коэффициент полезного действия (КПД) является самым распространенным параметром, по которому можно сравнить производительность двух солнечных элементов. Он определяется как отношение мощности, вырабатываемой солнечным элементом, к мощности падающего солнечного излучения. С точки зрения экологии, высокий КПД означает, что солнечная панель окупает затраченную энергию (на добычу сырья и производство панели) за меньшее время.
Чистая энергия, в отличие от возобновляемой энергии, представляет собой очень мало или даже экологически чистую энергию. Например, атомная энергетика является чистой энергией, потому что она безуглеродная, она не эффективно выбрасывает парниковые газы в атмосферу. Однако эта энергия не возобновляема, потому что уран, его топливо, является ограниченным ресурсом.
Углекислый газ человечество генерирует с момента первого
добытого ударами кремня огня. Производство тепла за счет сжигания углеродного
топлива (от сухого дерева до СПГ) – основной способ получения энергии. При
окислении углерода образуется его оксид – СО2, и с этим ничего
нельзя поделать.
Инвестиции[править править код]
Такая энергетика использует ресурсы, которые есть всегда, а точнее естественным образом могут восполниться. Свет от солнца, ветер, геотермальное тепло и течение воды в реках — возобновляемые ресурсы. Однако, чтобы по-настоящему сравнить различные виды энергии, необходимо проанализировать полный жизненный цикл источника энергии. Возобновляемое тепло для промышленных процессов может быть запущено с использованием биомассы или возобновляемой электроэнергии.
То есть производство биотоплива создаёт ещё одну стадию переработки сельскохозяйственного сырья. На 2010 год гидроэнергетика обеспечивает производство до 76 % возобновимой и до 16 % всей электроэнергии в мире, установленная гидроэнергетическая мощность достигает 1015 ГВт. Лидерами по выработке гидроэнергии на гражданина являются Норвегия, Исландия и Канада. Наиболее активное гидростроительство на начало 2000-х ведёт Китай, для которого гидроэнергия является основным потенциальным источником энергии, в этой же стране размещено до половины малых гидроэлектростанций мира.
«Зеленая» энергетика
Термоядерный синтез Солнца является первоисточником большинства видов возобновляемой энергии, за исключением геотермической энергии и энергии приливов и отливов. По расчётам астрономов, оставшаяся продолжительность жизни Солнца составляет около пяти миллиардов лет, так что по человеческим масштабам возобновляемой энергии, происходящей от Солнца, истощение не грозит. Солнечная энергия — это возобновляемая энергия, получаемая из солнечного света, поэтому она также является прерывистой энергией. Различают фотоэлектрическую солнечную энергию и тепловую солнечную энергию. Фотоэлектрическая солнечная энергия преобразует солнечные лучи в электричество с помощью фотоэлектрических модулей. Без ограничений возобновляемая энергия имеет способность восстанавливаться быстрее, чем ее потребление.
Это означает, что не все источники, используемые в возобновляемой энергетике, являются экологически чистыми. Например, выработка электроэнергии, сжигающая органические материалы из устойчивых лесов, может быть возобновляемой, но не обязательно экологически чистой из-за CO2, образующегося в процессе сжигания. Волновые электростанции используют потенциальную энергию волн, переносимую на поверхности океана. По сравнению с ветровой и солнечной энергией энергия волн обладает большей удельной мощностью. Несмотря на схожую природу с энергией приливов, отливов и океанских течений волновая энергия представляет собой отличный от них источник возобновляемой энергии.
Для этого, например, с 1958 ведутся непрерывные
измерения в обсерватории на вулкане Мауна-Лоа (Гавайи). Однако не все согласны
с его антропогенным характером – ряд ученых указывают, что человечество в ходе
своей хозяйственной деятельности выбрасывает до 50 млрд тонн углекислого газа. Это лишь 10% в производстве всего планетарного СO2, малозаметные на
фоне выделяющего каждый год 450–550 млрд тонн Мирового океана. Кроме того, сам
СО2 составляет по разным оценкам лишь от 5% до 26% в парниковом
эффекте (более 70% парникового эффекта дает водяной пар). В результате зеленая энергия может стать не только экономически жизнеспособной, но и предпочтительным вариантом.
Зеленая энергетика и энергетический переход Куда собирается перейти энергетика и зачем
Общая установленная мощность солнечных электростанций Европы к 2025 году должна составить 252 ГВт. Кроме выращивания водорослей в открытых прудах существуют технологии выращивания водорослей в малых биореакторах, расположенных вблизи электростанций. Сбросное тепло ТЭЦ способно покрыть до 77 % потребностей в тепле, необходимого для выращивания водорослей. Данная технология выращивания культуры водорослей защищена от суточных колебаний температуры, не требует жаркого пустынного климата — то есть может быть применена практически на любой действующей ТЭЦ. По оценкам Германского энергетического агентства (Deutsche Energie-Agentur GmbH) (при ныне существующих технологиях) производство топлива пиролизом биомассы может покрыть 20 % потребностей Германии в автомобильном топливе. К 2030 году, с развитием технологий, пиролиз биомассы может обеспечить 35 % германского потребления автомобильного топлива.
- Солнечные электростанции используют энергию Солнца как напрямую (фотоэлектрические СЭС работающие на явлении внутреннего фотоэффекта), так и косвенно — используя кинетическую энергию пара.
- В связи с отсутствием необходимости нагрева воды ГеоТЭС являются в значительной степени более экологически чистыми нежели ТЭС.
- Если мы сможем использовать его для удовлетворения наших энергетических, промышленных и транспортных потребностей, мы сможем значительно снизить наше воздействие на окружающую среду.
Этот вид зеленой энергии использует тепловую энергию, которая хранится прямо под земной корой. Хотя для доступа к этому ресурсу требуется бурение, что ставит под сомнение воздействие на окружающую среду. Геотермальная энергия использовалась для купания в горячих источниках в течение тысяч лет, и этот же ресурс можно использовать для пара, который вращает турбины и генерирует электричество. Этот вид зеленой энергии, также известный как гидроэлектростанция, использует потоки воды в реках, ручьях, плотинах или других местах для производства энергии. Гидроэнергетика может работать даже в небольших масштабах, используя поток воды по трубам в доме, или может поступать от испарения, дождя или приливов в океанах.
Примеры использования зеленой энергии.
Ветровая энергия, особенно подходящая для морских и высокогорных объектов, использует энергию воздушного потока по всему миру, чтобы раскручивать турбины, которые затем вырабатывают электроэнергию. Все больше и больше стран в мире переходят с традиционной энергетики на солнечную. Так около 17% годовой выработки электроэнергии в Нидерландах и Германии обеспечивает солнце, в Испании ее доля составляет 16%, в Греции и Италии – 13%. На пять ведущих национальных рынков – Китай, США, Вьетнам, Япония и Германия – в 2020 году приходилось 66% новых вводимых мощностей. На сегодняшний день только в Китае сетевые организации полностью принимают на себя все затраты на технологическое присоединение. Департамент Энергетики США с 1978 года по 1996 года исследовал водоросли с высоким содержанием масла по программе «Aquatic Species Program».
Большинство панелей на основе кремния окупают затраченную энергию уже через 2 года. Увеличение эффективности панелей на 20% сокращает время окупаемости до 1.5 лет. Критики развития биотопливной индустрии заявляют, что растущий спрос на биотопливо вынуждает сельхозпроизводителей сокращать посевные площади под продовольственными культурами и перераспределять их в пользу топливных[32]. Например, при производстве этанола из кормовой кукурузы, барда используется для производства комбикорма для скота и птицы. При производстве биодизеля из сои или рапса жмых используется для производства комбикорма для скота.
Соотвественно, требуется источники резервной электроэнергии — например, аккумуляторы с запасом тока минимум на три дня. Это сезонные проблемы, решения которых достаточно затратные и могут подорвать экономику. Само повышение никто не
отрицает – больше 60 лет наблюдений человечество фиксирует растущее
среднегодовое содержание углекислого газа.
Солнечная энергия теперь стала достаточно доступной для использования в домашних целях, включая освещение сада, хотя она также используется в более крупных масштабах для питания целых кварталов. Фиксированные тарифы на энергию ВИЭ могут отличаться не только для разных источников возобновляемой энергии, но и в зависимости от установленной мощности ВИЭ. Одним из вариантов системы поддержки на основе фиксированных тарифов является использование фиксированной надбавки к рыночной цене энергии ВИЭ. Как правило, надбавка к цене произведённой электроэнергии или фиксированный тариф выплачиваются в течение достаточно продолжительного периода (10-20 лет), тем самым гарантируя возврат вложенных в проект инвестиций и получение прибыли. Так, на 2020 год объем вложенных в возобновляемые источники энергии составил 281 млн долларов. Многие
города, страны и компании и сегодня продолжают активно инвестировать в зеленую
энергетику.
В 2006 году около 18 % мирового потребления электроэнергии было удовлетворено из возобновляемых источников энергии, причём 13 % из традиционной биомассы, таких, как сжигание древесины[2]. В 2010 году 16,7 % мирового потребления энергии поступало из возобновляемых источников; в 2015 году этот показатель составил 19,3 %[3]. Доля традиционной биомассы постепенно сокращается, в то время как доля возобновляемой энергии растёт. По прогнозу ИЭИ РАН и Центра энергетики Московской школы управления «Сколково», к 2040 году ВИЭ обеспечат % мирового производства электроэнергии и % всего энергопотребления[4]. Геотермальная энергия — это процесс, который использует тепло Земли и преобразует его в энергию с помощью геотермальных электростанций. Это один из немногих возобновляемых источников энергии, который не является прерывистым и, следовательно, не зависит от атмосферных условий.
Другие проблемы зеленой энергетики
Тем, кто привык работать на перспективу, стоит присмотреться к компаниям, занимающимся технологиями будущего — например, генерацией солнечной энергии. Вряд ли стоит рассчитывать на скорые дивиденды, однако с учетом развития отрасли и удешевления себестоимости ВИЭ перспективы весьма хорошие. Возможно, более надежным способом вложения средств могут стать генерирующие и реализующие электроэнергию компании.
Один из видов возобновляемой энергии, позволяющий получать электроэнергию, используя разницу температур на поверхности и глубине мирового океана. Электростанциями этого типа являются особого вида гидроэлектростанции, использующие энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Использованию постоянных процессов противопоставлена добыча ископаемых энергоносителей, таких как каменный уголь, нефть, природный газ или торф. В широком понимании они тоже являются возобновляемыми, но не по меркам человека, так как их образование требует сотен миллионов лет, а их использование проходит гораздо быстрее.