Зелёная энергетика представляет собой совокупность направлений, которые стремятся минимизировать экологический след человечества используя возобновляемые источники энергии, новейшие технологии, безотходное производство и цепочки поставок, выстроенные с минимальным вредом для окружающей среды.
Всё больше на слуху появляется выражение зелёная энергетика. Все мы слышали о том, что пора переходить на более чистые источники света и тепла, чтобы спасти планету от загрязнения и климатических катастроф.
Что это значит на самом деле? Какие технологии уже работают, а какие только начинают свой путь? И что скрывается за словами возобновляемые источники энергии (ВИЭ)?
В этом обзоре мы попробуем разобраться в ключевых направлениях. Выясним, что происходит в этой области сегодня и какие перспективы ожидают нас в ближайшем будущем.
Вопросы по теме
- Действительно ли зелёная энергия дешевле ископаемого топлива?
Да, в большинстве случаев. С 2010 года стоимость солнечной энергии упала на 89%, а ветровой — на 70% (данные IRENA). В странах с высоким уровнем инсоляции (например, ОАЭ, Индия) солнечная энергия уже в 2–3 раза дешевле угля.
Но есть нюансы:
- Нужны накопители (батареи), чтобы компенсировать непостоянство солнца и ветра.
- В некоторых регионах, где мало солнца, пока выгоднее газ.
- Может ли зелёная энергетика полностью заменить уголь, нефть и газ?
Теоретически — да, но не сразу. Страны-лидеры: Исландия (100% ВИЭ), Норвегия (98%), Уругвай (95%) уже почти полностью перешли на зелёную энергию.
Глобально: По прогнозам МЭА, к 2050 году до 90% мировой электроэнергии может поступать из ВИЭ.
Сложные сектора: Авиация, металлургия и химическая промышленность пока зависят от ископаемого топлива, но зелёный водород и синтетическое топливо могут решить эту проблему.
- Как работает солнечная энергетика?
Солнечные энергетические системы преобразуют солнечный свет в электричество двумя основными способами:
- Фотовольтаические (ФВ) панели: Эти панели используют фотоэлектрический эффект для генерации электроэнергии. Солнечные лучи вызывают движение электронов в полупроводниковых материалах, создавая электрический ток.
- Солнечные тепловые станции: Они применяют зеркала или линзы для концентрации солнечного света на рабочую жидкость, которая нагревается и потом используется для генерации пара, приводящего в движение турбину и производящего электричество.
- Что такое «зелёный водород» и зачем он нужен?
Это водород, полученный с помощью возобновляемой энергии (путём электролиза воды). Этот тип водорода является чистым топливом, так как при его использовании не выделяются углеродные выбросы, что делает его важным элементом для перехода к углеродно-нейтральной экономике.
- Германия строит водородные поезда (Coradia iLint).
- Австралия экспортирует зелёный водород в Японию вместо угля.
- Правда ли, что ветряки убивают птиц, а солнечные панели вредят почве?
Риски есть, но они сильно преувеличены.
- Ветряки: Причина гибели 0,0001% птиц (для сравнения: кошки и стеклянные здания убивают в 1000 раз больше). Современные турбины оснащаются датчиками для отпугивания птиц.
- Солнечные панели:Влияние на почву минимально, особенно если использовать агровольтаику (совмещение СЭС с сельским хозяйством).
- Что такое «космическая солнечная энергетика» и когда она станет реальностью?
- Какая страна лидирует в зелёной энергетике?
- Солнечная энергия — один из популярных источников зелёной энергетики
- Возобновляемые источники энергии:Ветроэнергетика
- Преимущества и недостатки
- Перспективы развития
- Гидроэнергетика
- Минусы гидроэнергетики
- Приливная и волновая энергия как технологии зелёной энергетики
- Возобновляемые источники энергии: Геотермальная энергия
- «Зелёный» водород: Будущее зелёной энергетики
- Проблемы и перспективы "зелёного" водорода
- Космическая энергетика
- Атомная энергия: Зелёная энергетика или рискованное предприятие?
- Плюсы и минусы
- Виды возобновляемых источников энергии, не вошедшие в обзор
- Ключевые различия между возобновляемыми и «зелеными» источниками энергии
- Возобновляемые источники энергии и технический прогресс
- Проблемы зелёной энергетики
- Выдумки или правда: мифы о зелёной энергетике
- Заключение
Солнечная энергия — один из популярных источников зелёной энергетики
Солнце — неиссякаемый источник энергии, который человечество только учится использовать по-настоящему эффективно. Современные солнечные электростанции преобразуют солнечный свет в электричество двумя основными способами: через фотоэлектрические панели (прямое преобразование) и собирание солнечных лучей для нагрева жидкости.
Если с первым методом всё понятно, то второму следует уделить несколько слов.
Он основан на концентрации солнечного света при помощи гелиостатов на центральной башне, заполненной солевым раствором. Этот метод позволяет эффективно аккумулировать и использовать солнечную энергию. Модульные установки работают с теплоносителями, такими как масла, которые нагреваются в фокусе зеркал и передают тепло воде, испаряющейся в процессе.
Оба вида получения энергии от солнца стремительно дешевеют. С 2010 года стоимость солнечных батарей упала на 82% (информация IRENA), сделав их доступными не только для промышленности, но и для частных домов.
Повышая КПД оборудования современные фотоэлектрические станции показывают впечатляющую эффективность.
Крупнейшая в мире солнечная электростанция Бхадла (штат Раджастхан) мощностью 2,25 ГВт наглядно демонстрирует потенциал этой технологии.
Расположенная на площади 56 км² (как 7 тысяч футбольных полей!), она обеспечивает энергией миллионы домов и сокращает выбросы CO₂ на 4 млн. тонн ежегодно.
Проект реализован в рекордные сроки — всего за 3 года, несмотря на сложные климатические условия (песчаные бури и +50°C летом).
Здесь также можно выделить фотоэлектрическую станцию Голмуд (провинция Цинхай, Китай) мощностью 2,2 ГВт и Павагада Талук (Индия, штат Карнатака) - 2050 МВт.
К преимуществам солнечной энергетики можно отнести:
- Нулевые выбросы при эксплуатации.
- Возможность установки на свободных пространствах.
- Низкие эксплуатационные затраты.
Недостатки:
- Зависимость от погоды и времени суток.
- Необходимость утилизации панелей (срок службы — 25–30 лет).
- Пока низкий КПД (15–22% у большинства моделей).
Учёные работают над повышением эффективности солнечных элементов. Перовскитные батареи и гибридные системы «солнце + ветер» могут решить проблему постоянной генерации. По некоторым прогнозам, к 2030 году солнечная энергия, станет основным источником электричества в ЕС и Юго-Восточной Азии.
Возобновляемые источники энергии: Ветроэнергетика
Ветроэнергетика — динамично развивающаяся отрасль, занимающаяся преобразованием кинетической энергии ветра в электрическую энергию.
Сегодня она переживает период интенсивного роста. Гигантские ветряные турбины возвышаются не только на суше, но и на морских просторах, где ветры обладают большей силой и стабильностью. Масштабы и мощности таких морских ветропарков с каждым годом неуклонно растут.
Современные ветряные электростанции, используя высокотехнологичные турбины, способны весьма эффективно преобразовывать ветровую энергию в электричество.
Мощность передовых ветроустановок достигает 12-15 МВт, чего достаточно для электроснабжения 20 000 домохозяйств. При этом КПД наиболее совершенных моделей приближается к 50%.
Развитие технологий и внедрение возможностей искусственного интеллекта способствует улучшению показателей в данной области.
Турбины с переменной скоростью могут адаптироваться к изменению ветровых условий, оптимизируя свои параметры работы.
Разработаны технологии хранения энергии, позволяющие накапливать избыточную электрическую мощность в периоды высокой продуктивности. И использовать её при низкой ветровой активности или в моменты пикового спроса.
Преимущества и недостатки
Преимущества ветроэнергетики очевидны. Это возобновляемый, постоянно доступный источник энергии.
Ветроэнергетика отличается масштабируемостью, позволяющей строить установки различных размеров под конкретные нужды.
Низкие эксплуатационные расходы являются важным финансовым преимуществом: ветряные электростанции не требуют непрерывных закупок топлива.
При грамотном размещении такие установки обеспечивают достаточно стабильное энергоснабжение.
Сравнительно небольшой срок окупаемости делает ветроэнергетику экономически целесообразным выбором, а экологическая безопасность, выраженная в отсутствии выбросов парниковых газов, способствует сокращению антропогенного воздействия на планету.
Однако, есть и недостатки.
- Непредсказуемость погодных условий может вызвать колебания в уровне производства энергии.
- Визуальное воздействие на ландшафт — еще один аспект, вызывающий дискуссии, особенно в природоохранных зонах и сельскохозяйственных районах.
- Ветряные турбины также представляют потенциальную угрозу для птиц и летучих мышей. А шум, издаваемый лопастями и механизмами, может быть неприятным для близлежащих жилых районов.
Перспективы развития
Перспективы ветроэнергетики весьма обнадеживающие. Ведутся работы над проектированием плавучих ветротурбин для глубоководных зон более 60 метров. Создаются гибридные системы, совмещающие ветер и водород, что расширяет возможности использования возобновляемых источников.
По прогнозам Global Wind Energy Council, к 2030 году мировая мощность ветроэнергетики составит 2000 ГВт, что в четыре раза превышает уровень 2022 года. Особенно многообещающими являются перспективы развития в странах с обширной береговой линией, таких как Великобритания, Китай и США.
Из наиболее выдающихся проектов можно отметить ветропарк Hornsea Project One (Великобритания).
Крупнейшая в мире оффшорная ветряная электростанция в Северном море в 120 км от побережья Йоркшира. Её 174 турбины суммарной мощностью 1,2 ГВт обеспечивают энергией более 1 миллиона британских домохозяйств. Проект, завершённый в 2020 году, занимает площадь 407 км² и сокращает выбросы CO₂ на 1,7 млн тонн ежегодно. Особенность этого проекта — использование турбин Haliade-X высотой 190 метров и диаметр ротора 178 метров. Комплекс включает в себя систему высоковольтных линий морских электропередач более чем из 900 км кабелей
Ветряные установки: сравнение на суше и в море
| Параметр | Сухопутные ветроустановки | Морские ветроустановки |
| Средняя мощность (мВт) | 2-5 | 6-12 и выше |
| Стабильность ветра | Средняя | Выше среднего |
| Стоимость строительства | Ниже | Выше |
| Влияние на окружение | Может мешать пейзажам и животным | Меньше влияет на людей, но требует инженерных решений в т.ч. для снижения влияния на морских млекопитающих |
Гидроэнергетика
Гидроэнергетика представляет собой ключевой элемент зелёной энергетики. Технология опирается, в основном, на использование силы падающей воды для вращения турбин, которые затем запускают генераторы, производящие электроэнергию на гидроэлектростанциях (ГЭС).
Отличаясь экологической чистотой, процесс практически не создаёт вредных выбросов в атмосферу. Кроме того, гидроэнергетика характеризуется высокой экономической эффективностью. Себестоимость электроэнергии, генерируемой ГЭС, значительно ниже по сравнению с другими типами электростанций.
Преимущества гидроэнергетики очевидны. Они обуславливаются экологичностью, стабильностью и экономичностью.
Водохранилища, используемые для накопления воды, служат резервными мощностями, способными компенсировать колебания в потреблении электроэнергии. В пиковые периоды они обеспечивают дополнительную выработку, балансируя нагрузку на энергосистему.
Кроме того, отсутствие выбросов вредных веществ делает этот вид получения электроэнергии безопасным для окружающей среды.
Минусы гидроэнергетики
- Высокая стоимость строительства, а также необходимость существенного вмешательства в ландшафт зачастую становятся серьезными препятствиями.
- Возможные негативные последствия для экосистем и потерю земель, пригодных для сельского хозяйства и жилищного строительства.
Перспективы развития гидроэнергетики выглядят обнадеживающими. Среди причин, стимулирующих рост этого сектора, можно выделить большой потенциал производства энергии.
Существующие ГЭС способны производить значительные объемы электроэнергии, а также открыты возможности для строительства новых станций.
Гидроэнергетика признана одним из наиболее экологически чистых источников, а надежность и долговечность ставят её в авангард устойчивых решений.
В мире существует множество выдающихся проектов в этой области. Это открывает широкие перспективы для новых инвестиций и укрепления отрасли в глобальном масштабе.
Здесь можно выделить такие гидроэлектростанции как:
- ГЭС «Три ущелья» на реке Янцзы, Китай занимает лидирующие позиции в мире по производству гидроэнергии.
Она вырабатывает около 22500 МВт/ч. Длина плотины составляет 2309 метров, а высота достигает 180 метров. Расход воды через все 34 турбины составляет около 600-950 м³/с.
- ГЭС «Итайпу» на реке Парана, Бразилия/Парагвай
На электростанции работает 20 генераторов по 700 МВт каждый (суммарная мощность станции 14 ГВт ).
Ежегодно она производит до 95 ТВт-ч (тераватт-часов), который покрывает 95% потребности Парагвая в электроэнергии.
- ГЭС имени Симона Боливара («Гури») на реке Карони, Венесуэла.
Плотина общей длиной 1300 м и 162 м высотой.Мощность станции — 10 235 МВт. а средняя годовая выработка — 47 млрд кВт·ч.
Приливная и волновая энергия как технологии зелёной энергетики
Одним из наиболее интересных и перспективных видов возобновляемых источников энергии являются приливные электростанции. Эти уникальные сооружения используют естественные процессы, происходящие благодаря кинетической энергии вращения Земли. Строительство таких станций ведётся на побережьях, где под действием гравитационных сил Луны и Солнца уровень воды дважды в день изменяется.
Для эффективного использования приливной энергии устья рек отгораживают плотинами, оснащёнными гидроагрегатами. Эти механизмы способны работать как в режиме генерации, так и в режиме накопления энергии, что позволяет использовать энергию даже в отсутствии приливов. В случаях, когда гидроагрегаты функционируют для перекачки воды в водохранилища, они классифицируются как гидроаккумулирующие электростанции.
К числу явных преимуществ приливных электростанций относится их экологичность и низкие эксплуатационные издержки. Однако, несмотря на значительные плюсы, перед строителями и энергетиками возникают две основные проблемы. Высокая стоимость строительства и изменчивая выработка энергии в течение суток. По этой причине приливные электростанции наиболее эффективно работают в комбинации с другими источниками энергии в рамках общей энергосистемы.
Еще одним значимым видом возобновляемой энергии является энергия волн. Волновые электростанции преобразуют потенциальную энергию, заключенную в движении океанской поверхности.
По уровню удельной мощности волновая энергия превосходит ветровую и солнечную, представляя собой важное направление для развития энергетики будущего.
Возобновляемые источники энергии: Геотермальная энергия
Геотермальная энергетика ещё одно перспективное направление в области получения зеленой энергии. Эта технология использует внутреннее тепло нашей планеты для генерации электричества, обеспечения отопления и горячего водоснабжения. Существует три основных метода преобразования геотермальной энергии, каждый из которых имеет свои преимущества.
1. Электростанции сухого пара представляют собой старейшую и наиболее простую форму геотермальных станций. Сухой пар поступает непосредственно в турбину, приводя её в действие. Затем конденсируется и возвращается обратно в землю или выбрасывается в атмосферу. Простота и эффективность данной технологии делают её достаточно привлекательной.
2. Во втором, непрямом методе, используется преобразование подземной воды с температурой свыше 180°C. Эта вода поступает в специальный расширительный бак, позволяющий ей частично испаряться. Полученный пар также используется для приведения в действие турбин. Страны, находящиеся в геологических зонах активности, такие как Исландия и Филиппины, активно используют эту технологию для удовлетворения своих энергетических нужд.
3. Третий метод является смешанным и основан на использовании горячих геотермальных вод. Здесь участвуют две жидкости: первая — геотермальная вода, вторая — дополнительная жидкость с пониженной точкой кипения. Вместе они проходят через теплообменник, где тепло геотермальной воды превращает вторую жидкость в пар, который и приводит в действие турбины.
Геотермальные электростанции предлагают значительные преимущества.
- Относительная экологическая чистота
- Огромные резервы
- Стабильность цен на электроэнергию, получаемую от геотермальных станций
На ряду с плюсами есть и минусы:
- Локализация
- Начальные инвестиции
- Потенциальные экологические риски
Потенциал этих станций настолько велик, что они могут существенно способствовать удовлетворению растущего мирового спроса, становясь основой для дальнейшего развития зелёной энергетики как в развитых, так и в развивающихся странах.
Крупнейшее в мире геотермальное месторождение, включающее комплекс из 18 геотермальных электростанций, забирающих пар из более чем 350 скважин, расположенных в горах Майакамас примерно в 72 милях (116 км) к северу от Сан-Франциско, Калифорния. В 2019 году гейзеры произвели около 20% возобновляемой энергии в Калифорнии. wikipedia.org
«Зелёный» водород: Будущее зелёной энергетики
Зелёный водород называют «святым Граалем» чистой энергетики. В отличие от серого водорода (производимого из метана), его получают методом электролиза воды. Этот процесс абсолютно безуглеродный, а его единственный побочный продукт — чистая вода. Это делает водород действительно «зелёным» и экологически чистым.
По оценкам BloombergNEF, к 2050 году глобальный рынок этой технологии может достичь 700 миллиардов долларов в год.
Ведущий проект в этой области – завод «Helios Green Fuels» в Саудовской Аравии, который планирует начать работу в текущем году. Расходуя 4 ГВт возобновляемой энергии (из проекта NEOM) завод будет производить около 240,000 тонн водорода в год для производства 1,2 млн тонн аммиака.
Аммиак (азот+водород), получаемый в ходе этого процесса, выступает в качестве удобного носителя водорода, поскольку он легче транспортируется и хранится по сравнению с чистым H2. После доставки на место назначения его можно вновь преобразовывать в водород или применять напрямую, например, в сфере производства удобрений.
Ожидается, что предприятие «Helios Green Fuels» станет крупным вкладом в развитие региона, его стоимость оценивается в 5 миллиардов долларов. Оно также создаст тысячи новых рабочих мест, что ещё раз подчёркивает значимость «зелёного» водорода как важного элемента зелёной энергетики будущего.
Проблемы и перспективы "зелёного" водорода
"Зелёный" водород представляет собой инновационную технологию, освоение, которой ещё только начинается. Тем не менее, её развитие сопряжено с целым рядом сложностей.
- Экстремально высокие затраты ($3-8 за кг против $0.5-1.5 для серого водорода)
- Отсутствие инфраструктуры и сложности транспортировки
- КПД цепочки «ВИЭ → водород → энергия» всего 30-40%
Однако не всё так пессимистично: МЭА прогнозирует, что уже к 2030 году стоимость производства "зелёного" водорода может снизиться на 60%. Это станет возможным благодаря увеличению масштаба производства, технологическим усовершенствованиям и снижению цен на возобновляемую электроэнергию.
В условиях глобального перехода на возобновляемые источники энергии, "зелёный" водород способен открыть новые горизонты для стран, обладающих богатыми возобновляемыми ресурсами.
В настоящее время мировой спрос на водород составляет около 70 миллионов тонн в год, но, по оценкам МЭА, к 2030 году он может возрасти до 200 миллионов тонн, а к 2050 году – до 600 миллионов тонн.
Помимо Саудовской Аравии, ряд других стран, таких как Австралия, Чили, Германия, Япония, Марокко и Южная Корея, активно инвестируют в развитие собственной индустрии "зелёного" водорода.
Это открывает уникальные возможности для международного сотрудничества и торговли в рамках стремительно развивающегося сектора зелёной энергетики.
Космическая энергетика
Идея использования солнечной энергии в космосе для беспроводной передачи ее на Землю изучается уже долгое время. В 1970-х годах, в разгар энергетического кризиса, NASA предложило проект, предусматривавший размещение больших солнечных панелей на геостационарной орбите (36000 км) для непрерывного снабжения Земли энергией.
Американское правительство инвестировало миллионы долларов в оценку жизнеспособности этого проекта, однако технико-экономический анализ показал, что после всех потерь от первоначальной мощности в 5000 мегаватт на Землю доходило бы только 2000 мегаватт. Технологические ограничения и огромные затраты остановили развитие проекта, который в 1975 году оценивался в триллион долларов.
С тех пор произошло множество изменений. Солнечные панели стали более экономичными и производительными, а стоимость доставки грузов на орбиту значительно снизилась.
Идея возобновляемой энергии из космоса вновь привлекла внимание, но на этот раз подход значительно изменился.
Как отметил Баиджу Бхатт, основатель "Aetherflux", компании, занимающейся возобновляемыми источниками энергии:
«Проект, масштабы которого сопоставимы с небольшим городом на геостационарной орбите, кажется фантастическим. Масштабность сыграла свою роль в том, что концепция космической солнечной энергии долго оставалась невостребованной. Наш подход совершенно иной».
Компания "Aetherflux" предложила использовать группировку аппаратов на низкой орбите (500 км.) и применять инфракрасные лазеры для передачи энергии, вместо использования гигантских спутников и микроволновых передатчиков.
Этот подход позволяет постепенное развитие и адаптацию технологии. Бхатт лично инвестировал 10 миллионов долларов в начальные этапы разработки, и стартап уже успешно провел лабораторные испытания.
Привлечено 50 миллионов долларов инвестиций, что демонстрирует оптимизм и надежду инвесторов, несмотря на необходимость решения технических, регуляторных и логистических вопросов.
В 2026 году компания планирует провести орбитальное тестирование.
Если демонстрация пройдёт удачно, передача энергии из космоса может стать источником, который позволит нам отказаться от ископаемого топлива.
Успех может сделать Aetherflux первопроходцем в создании устойчивой энергетической инфраструктуры, совмещающей космические технологии и наземные потребности.
Данный подход предлагает альтернативу традиционным источникам энергии, расширяя возможности зелёной энергетике, невзирая на погодные условия и время суток.
Атомная энергия: Зелёная энергетика или рискованное предприятие?
Вопрос об использовании атомной энергии в контексте зелёной энергетики вызывает острые разногласия среди специалистов. С одной стороны, атомная энергия ассоциируется с минимальными выбросами CO₂. По данным МАГАТЭ, выбросы атомных электростанций составляют всего 12 г CO₂ на кВт·ч, что в 40 раз меньше, чем у традиционных угольных станций. С другой стороны, остаются неразрешённые вопросы, связанные с утилизацией ядерных отходов и рисками аварий, подобных Чернобыльской катастрофе или Фукусиме.
Плюсы и минусы
Аргументы за:
- Минимальные выбросы парниковых газов.
В процессе эксплуатации атомные электростанции выбрасывают в атмосферу существенно меньше парниковых газов, чем станции, работающие на ископаемом топливе. Это делает их более предпочтительными с точки зрения глобального климата. - Снижение загрязнения воздуха.
В отсутствие сжигания углеводородов атомная энергия не вносит значительный вклад в загрязнение воздуха такими веществами, как диоксид серы, оксиды азота и твердые частицы. - Высокая удельная мощность.
Атомные электростанции способны генерировать большое количество электроэнергии с относительно низкими затратами. Что значительно отличает их от других возобновляемых источников энергии. - Стабильность.
Атомные электростанции могут обеспечивать стабильное и непрерывное энергоснабжение. А это не всегда возможно при использовании других технологий.
Теперь против:
- Проблема утилизации ядерных отходов.
До сих пор остаётся нерешённой задачей безопасная и долговременная утилизация отработавшего ядерного топлива. Это вопрос серьёзного международного значения, требующий безотлагательных решений. - Риск аварий.
Несмотря на высокие стандарты безопасности, полностью исключить вероятность аварий невозможно. Истории больших и малых катастроф напоминают о возможных опасностях, связанных с атомной энергетикой. - Значительные начальные затраты.
Возведение атомных электростанций требует огромных финансовых вложений, что может ограничивать развитие данного сектора. - Общественное восприятие.
Недоверие со стороны общественности, основанное на опасениях по поводу безопасности и утилизации отходов, может стать серьёзным препятствием на пути реализации ядерных проектов.
Европейский Союз принял решение включить ядерную энергию в перечень зелёных источников. Это вызвало разногласия среди государств, разделив их на сторонников и противников данного подхода.
Для многих такое решение воспринимается как шаг назад и вызов европейскому зелёному курсу, ставящий под угрозу достижение климатических целей на 2030 и 2050 годы.
Таким образом, ядерная энергия остаётся на стыке между развитием зелёной энергетики и решением сложных социальных, экономических и технических задач. Обдуманный подход способен обеспечить надёжное будущее для этой технологии в свете декарбонизации энергетического сектора.
Виды возобновляемых источников энергии, не вошедшие в обзор
- Аэротермический способ получения энергии.
Использование тепла из воздуха реализуется с помощью аэротермальных (воздушных) тепловых насосов. - Геотермальный способ (получение энергии из Земли).
Работа устройств, использующих тепловую энергию горячих пород, основаная на теплообмене. - Гидротермальный способ получения энергии (извлечение тепла, присутствующего в естественных водоемах)
- Получение энергии из материалов органико-растительного происхождения (биомасса).
Биомасса — это органические материалы, которые можно использовать для производства энергии. К ним относят растительные остатки, отходы сельского хозяйства, пищевые и древесные отходы.
- Энергия из биогаза (свалочный газ).
Свалочный газ, собранный на полигоне. Газ откачивают и затем подвергают предварительной обработке для удаления CO2 и получения CH4 (метана). Метан используется в качестве топлива для печей, водонагревателей, автомобилей, турбин и др.
Ключевые различия между возобновляемыми и «зелеными» источниками энергии
Возобновляемые источники энергии и зелёная энергетика часто рассматриваются как два синонима устойчивого развития альтернативных энергоресурсов. Однако между ними существуют принципиальные различия.
Основное отличие заключается в их воздействии на окружающую среду. Возобновляемые источники энергии нередко позиционируются как альтернатива ископаемому топливу. Но, к сожалению, не все они обладают должным уровнем экологической чистоты.
Например, большой гидроэнергетический проект способен значительно влиять на местные экосистемы. А производство и утилизация технологий возобновляемой энергетики, таких как солнечные панели и ветряные турбины, могут включать использование металлов и химических веществ, что при несоответствующем обращении может нанести вред окружающей среде.
Зелёная энергетика, всегда является возобновляемой и нацелена на минимизацию выбросов и загрязнений. Возобновляемая энергия включает в себя такие источники, как гидроэнергетика и биомасса, которые могут иметь негативные последствия для природы.
Из этого можно сделать вывод, что возобновляемые источники энергии не всегда являются зелёной энергетикой.
Одним из ключевых направлений зелёной энергетики является защита окружающей среды, снижение выбросов углекислого газа и создание условий для экологической устойчивости. Возобновляемые источники энергии ориентированы в первую очередь на восполнение ресурсов, иногда при этом не учитывая воздействие на экосистемы.
Разработки в области технологий играют важную роль для возобновляемых источников энергии. Прогресс в области хранения, включая аккумуляторы и системы водородных накопителей, становится необходимым для борьбы с нестабильностью возобновляемых источников, таких как «зелёный водород», солнце и ветер. Эти технологии усиливают надёжность систем и повышают их эффективность.
Возобновляемые источники энергии и технический прогресс
Современные технологические новшества развивают зелёную энергетику, обеспечивая возможность использования возобновляемых источников энергии в режиме 24/7.
Одним из ключевых инструментов в этом процессе является искусственный интеллект (ИИ), который играет всё более значимую роль в управлении энергоресурсами.
С помощью алгоритмов машинного обучения ИИ способен точно прогнозировать спрос на электроэнергию, оптимизировать работу накопителей и оперативно управлять распределением возобновляемой энергии.
Обрабатывая огромное количество данных, получаемых от интеллектуальных счётчиков и различных датчиков, ИИ помогает обеспечить доступность и стабильность возобновляемых источников энергии в любое время суток.
Основные прорывы в технологиях хранения энергии также способствуют круглосуточной доступности зелёной энергии. Современные твердотельные аккумуляторы и долговременные системы хранения становятся всё более эффективными и экономически выгодными. Примером может служить выдающийся продукт от Tesla – Powerpack, обеспечивающий масштабируемость и эффективность для предприятий и коммунальных служб.
Эти достижения позволяют аккумулировать больше энергии, снижая зависимость от ископаемого топлива, особенно в периоды, когда генерация от возобновляемых источников минимальна.
Кроме того, технология блокчейн прочно входит в энергетическую сферу, предлагая безопасный и прозрачный метод мониторинга и подтверждения энергетических транзакций.
Такой подход открывает новые горизонты для более эффективной торговли электроэнергией и децентрализованного её распределения. Это является важным шагом к системе, способной обеспечивать стабильное электроснабжение исключительно за счёт возобновляемых источников.
Таким образом, переход на круглосуточное использование возобновляемых источников энергии становится всё более реальной целью. Совмещая достижения в области технологий накопления и управления энергией, а также интегрируя передовые решения, такие как ИИ и блокчейн, мы можем построить надёжную и устойчивую энергетическую систему, доступную в любой момент времени.
Несмотря на существующие проблемы, дальнейшее развитие и интеграция этих технологий приблизят нас к будущему, где зелёная энергия станет полноценной альтернативой ископаемому топливу, обеспечивая чистую и устойчивую энергетическую сеть для нашего мира.
Проблемы зелёной энергетики
Развитие зелёной энергетики сопряжено с рядом проблем, требующих внимания и решения. Одной из ключевых задач является хранение избыточной энергии.
Современные системы хранения, как правило, базируются на литий-ионных аккумуляторах, что, несмотря на увеличение общей стоимости электроэнергии, остаётся востребованным решением.
Увеличение числа электромобилей и накопителей зелёной энергии стимулирует мировой спрос на литий. Значительные его запасы сосредоточены в Боливии, Аргентине и Чили, в так называемом Литиевом треугольнике.
Основной метод добычи лития – это извлечение его из подземных рассолов. Богатую солями воду выкачивают в наземные бассейны, где хлорид лития "выпаривается" под воздействием солнечных лучей.
Этот процесс сопровождается распространением едких солей ветром, что негативно сказывается на почве, может загрязнять питьевую воду и представлять угрозу для животных.
Иногда проекты в области возобновляемых источников энергии сталкиваются с региональными препятствиями.
Так, проект строительства солнечной электростанции в Сахаре сталкивается с двумя основными проблемами.
Во-первых, изменение альбедо, отражающей способности песка, может привести к ещё большему нагреванию региона.
Во-вторых, недостаточная инфраструктура вызывает значительные потери энергии при её передаче в населённые районы Африки. А это ставит под сомнение экономическую целесообразность проекта.
Другой важной проблемой является утилизация отходов зелёной энергетики, особенно солнечных панелей. Ожидается, что к 2050 году в мире накопится от 60 до 78 миллионов тонн таких отходов.
Хотя срок службы панелей достаточно продолжителен, многие частные потребители заменяют их раньше времени. В лучшем случае старые панели подвергаются переработке, но, если они отправляются на свалку, это создаёт риск загрязнения почвы тяжёлыми металлами.
Не смотря на все преимущества зелёной энергетики, её развитие сопровождается многими вопросами, требующими профессиональных решений. Следует учитывать технологии хранения энергии, совершенствование инфраструктуры и более сбалансированный подход к интеграции возобновляемых источников энергии в глобальную энергетическую систему.
Выдумки или правда: мифы о зелёной энергетике
Без сомнения, у этой развивающейся отросли, пока, есть серьёзные недостатки. Но стоит ли делать из неё страшилку, окруженную всевозможными мифами в частности о ветрогенераторах.
Пожалуй, самым популярным мифом – является утверждение, что инфразвук, создаваемый лопастями ветряков, негативно сказывается на здоровье человека.
Пока ни одно серьёзное научное исследование не подтвердило такого влияния. Звуковое воздействие ветрогенераторов оказалось не опаснее любого другого фонового шума, например, дневному шуму большого города.
Другой миф касается предположительного влияния теней от лопастей ветряков на эпилептиков. Несмотря на существующие страхи о вероятности эпилептических приступов из-за мерцающего света, научное сообщество отвергает это утверждение, считая его не более чем выдумкой.
Когда речь заходит о воздействии ветрогенераторов на дикую природу, дебаты становятся более интенсивными. Возможность влияния ветряных установок на морских млекопитающих в т.ч. китов и дельфинов вызывают бурные обсуждения. Однако прямых доказательств этому нет. Биологи продолжают свои исследования, чтобы прояснить возможное воздействие таких сооружений на морских обитателей.
Что нельзя отрицать, — это влияние ветряков на птиц. В некоторых регионах учёные и экологи разрабатывают различные стратегии для минимизации этого воздействия. Например, временно снижают скорость вращения лопастей, чтобы обеспечить безопасный проход перелётных птиц.
Зелёная энергетика, несмотря на все мифы и недоразумения, доказывает свою жизнеспособность и значимость. Государства и компании продолжают инвестировать в проекты, которые стремятся к независимости от ископаемых источников энергии.
Пример Черногории, где доля возобновляемых источников энергии выросла до 35% с 2016 по 2021 год, демонстрирует, как можно успешно сократить зависимость от углеродного топлива и снизить уровень выбросов углекислого газа на 20%. А Сингапур, поставил перед собой амбициозную цель — достичь 70% переработки отходов к 2030 году.
Возобновляемые источники энергии — необходимое условие для обеспечения устойчивого будущего нашей планеты. Верить мифам, не имеющим научного обоснования, значит упускать её истинное значение и потенциал.
Заключение
Сегодня мы стоим на пороге энергетической революции. Солнечная и ветроэнергетика уже меняют ландшафт мировой экономики. Зелёный водород открывает новые возможности для промышленности и транспорта. Атомная энергетика остаётся важным элементом энергетического баланса, а получение энергии из космоса — это захватывающее будущее, которое уже не кажется далёким.
Каждое из этих направлений по-своему важно и дополняет друг друга. Вместе они создают основу устойчивого развития, снижение загрязнений и борьбу с изменением климата, что напрямую влияет на качество жизни на нашей планете.
Чтобы возобновляемые источники энергии смогли оправдать возложенные на них надежды, необходимо ориентироваться на развитие новых технологий хранения, совершенствовать инфраструктуры и осваивать более сбалансированный подход к интеграции возобновляемых источников в глобальную энергетическую систему.
