Ни для кого не секрет, что в мире существуют определенные экологические проблемы — климатические изменения и глобальное потепление. Оно вызвано так называемым «парниковым эффектом», суть которого заключается в повышения температуры нижних слоев атмосферы.
Причин может быть много: транспорт, загрязняющий выхлопами воздух, вырубка лесов/лесные пожары, рост населения, огромное количество мусора, агрохимия. Список далеко неполный.
Но одним из самых крупных «вредителей» для природы является промышленность, которая использует горючие полезные ископаемые: газ, нефть или уголь при горении выделяют огромное количество вредных веществ и углекислого газа.
Многие страны уже на государственном уровне перешли на позицию заботы о планете:
- создают мусороперерабатывающие заводы,
- всеми возможными способами сокращают количество бензиновых и дизельных автомобилей на дорогах,
- заменяют использование традиционных источников энергии на возобновляемые.
Виды возобновляемых источников энергии
Что такое возобновляемые источники энергии (ВИЭ)? Это солнце, ветер, вода, тепло земли и биотопливо.
Энергия солнца
Солнечные лучи концентрируются на специальных панелях, нагревают ее. В результате выделяется бор и фосфор, взаимодействующий с другими элементами панели. Это очень популярный вид ВИЭ, но в то же время малорентабельный, так как стоимость организации солнечных электростанций высока, а КПД при этом не превышает 20 %. Доля солнечной генерации в мире всего 1,4 % — 301 ГВт/ч.
Энергия ветра
Ветер обладает кинетическим потенциалом, который используется при работе ветряков. Недостатком этой технологии является непостоянство ветра, поэтому перед установкой ВЭУ (ветроэнергетическая установка), место тщательно исследуется и анализируется инженерами. Доля энергетики ветра в мире 2,7 % — 600 ГВт/ч.
Энергия воды
Существует сразу несколько видов использования воды в добыче энергии. Гидроэлектростанции являются самым популярным видом, но есть еще различные способы, связанные с волнами, отливами и приливами, разницей температуры, течениями. Доля гидроэнергетики составляет 16 % — 25 000 ТВт/ч.
Геотермальная энергия
В недрах земли находится огромное количество энергии. Гейзеры и вулканы тому доказательство. Для добычи этой энергии используют геотермальные теплоэлектростанции (геоТЭС), которые работают на паре и воде из горячих источников. Бурят специальные скважины, доходящие до 1,5 км вглубь. Используют этот вид ВИЭ в местах действия вулканов и гейзеров. Это стабильный метод и, например, в Исландии он составляет 25% от всей энергетики страны. Также ГеоТЭС популярна в Сальвадоре, Филиппинах, Коста-Рики, Новой Зеландии и других.
Биотопливо
Получается в ходе переработке биоотходов животных или растений: этанол, метанол и биодизель. Бразилия занимает лидирующее место в производстве этого топлива — 45 % всего мирового рынка.
Особенности ВИЭ
Минимальное воздействие на экологию
Главный плюс альтернативной энергетики — экологичность. Во время работы «зелёных» станций отсутствуют вредные выбросы и за счет этого снижается парниковый эффект. К тому же внедрение альтернативных способов добычи электроэнергии помогает избежать зависимости от одного вида сырья.
Низкая рентабельность
Главный минус — дороговизна объектов инфраструктуры для использования ВИЭ. Для расположения функциональных модулей альтернативной электростанции (вне зависимости от её вида) требуются обширные территории. Гораздо больше, чем, к примеру, для ГЭС или АЭС.
Непостоянство
Многие возобновляемые источники энергии не могут похвастаться стабильностью. Из-за этого встает вопрос о возможности обеспечивать на регулярной основе необходимое количество электроэнергии для потребителя, запросы которого не зависят от времени суток или сезона. Энергия нужна всегда!
Использование ВИЭ в России
На данный момент лидирующие позиции в энергетике России занимают нефте- и газоперерабатывающие предприятия, которые обеспечивают 75 % энергопотребления в стране. Угольные предприятия дают 15 %, а ВИЭ вместе с АЭС всего 10 %.
России в достаточном количестве обладает как возобновляемыми, так и не возобновляемыми энергоресурсами. Однако на данном этапе развития ВИЭ экономически выгоднее использовать газ или нефть. Соответственно, у государства нет особой заинтересованности в развитии альтернативной энергетики. К тому же сейчас «зелёные» электростанции не смогут обеспечить потребности крупных промышленных предприятий в электроэнергии ввиду отсутствия действенных, эффективных и стабильных механизмов генерации.
Ещё одним фактором, влияющим на невозможность быстрого перехода к альтернативным источникам генерации является нехватка высококвалифицированного персонала и отсутствие необходимых объектов инфраструктуры. Причина этих проблем — невыгодность инвестирования в область альтернативной энергетики, независимо от того, что возобновляемых источников энергии в России имеется в достатке. Эту проблему может решить только господдержка.
И такая поддержка есть. Ведется специальная правительственная программа по стимулированию локализации оборудования ВИЭ, благодаря которой объемы производства возросли до 900 МВт (в 2012 году было всего 140 МВт). Кроме того создана программа ДПМ ВИЭ (договор поставки мощности на оптовый рынок) до 2024 года, которая позволяет промышленности России развивать производство оборудования для объектов ВИЭ. А в 2020 году ведется подготовка для реализации продления этой программы до 2035 года.
Согласно статистическим данным за последние 5 лет, опубликованным российской компанией Neosun Energy, 30 % новых генерирующих компаний, открытых в 2019 году, работают с альтернативной энергией. В 2019 году таких объектов построили в 9 раз больше, чем в 2015. Их суммарная мощность составила 531 МВт. Также в исследованиях говорится, что в 2018 году на альтернативные энергоресурсы приходилось только 7,5 % всего введенного энергетического оборудования, а по итогам 2019 года эта доля увеличилась в 4 раза, причем 57 % построенных генерирующих предприятий, использующих возобновляемые ресурсы, приходится на солнечные электростанции. Доля ГЭС при этом сократилась по сравнению с 2017 года с 64 % до 38 %.
На данный момент в России из всех объектов ВИЭ две трети занимают гидроэлектростанции, а остальные методы распределились следующим образом:
- Солнечная энергия используется в Краснодарском и Ставропольском крае, Астраханской, Оренбургской, Саратовской, Волгоградской, Белогородской, Самарской областях, Дальнем Востоке, Забайкальском крае, республике Бурятии, Крыму, Алтае, Калмыкии, Республике Башкортостан.
- Ветроэнергетические установки расположены в Крыму, Ульяновской, Оренбургской области, Башкортостане и в Краснодарском крае.
- ГеоТЭС есть на Кавказе, Курильских островах, Камчатке, Сахалине.
- Волновая энергия добывается в Баренцевом море.
Использование ВИЭ в мире
На сегодняшний день есть ряд стран, которые могут полностью или почти полностью покрыть свои потребности в электричестве только возобновляемыми источниками энергии. Это Шотландия, Дания, Ирландия, Исландия, Коста-Рика, Уругвай, Никарагуа. Также большая доля альтернативных электростанций находится в Великобритании и Германии. А США и Китай являются лидерами по количеству предприятий использующих ВИЭ.
Заключение
Подводя итог, можно сказать, что необходимо практиковать постепенное внедрение альтернативной генерации в мировую энергетическую сеть. Плавный переход от одних источников к другим позволит адаптироваться к изменяющимся условиям без особых экономических, материальных и, как ни странно, психологических проблем.
В первую очередь в этом заинтересованы страны, не имеющие традиционные виды энергии, например, Северная Европа. В ряде регионов приняты государственные программы, нацеленные на увеличение доли ВИЭ до 80-100 %. Также эту инициативу поддерживают известные мировые корпорации: IKEA, Google, Apple и многие другие.
По предварительным заявлениям учёных-экологов, своевременный уход от углеродной генерации позволит избежать катастрофических проблем, связанных с ухудшающейся экологией и значительно снизить воздействие на климат Земли.
Автор: Татьяна Трунова
