Содержание
NXplorers | Энергия
Энергия.
Загрузить pdf
Какая разница между энергосбережением и энергоэффективностью?
Энергосбережение включает снижение энергопотребления в основном благодаря изменению привычек и образа жизни.
Энергоэффективность включает использование меньшего количества энергии для получения той же услуги или продукции. Повышение энергоэффективности в существенной степени основано на технических разработках.
Энергоэффективность системы или процесса можно определить так:
энергоэффективность = полезная выделяемая энергия ÷ потребляемая энергия.
Энергоэффективность электрических устройств и домашних или коммерческих установок можно сравнивать, используя обозначения энергоэффективности и сертификаты.
Какие существуют невозобновляемые и возобновляемые источники энергии?
Невозобновляемые источники энергии ограничены.
Они истощаются с намного большей скоростью, чем скорость, с которой они образуются, и поэтому они иссякнут. Невозобновляемые источники энергии включают ископаемые виды топлива, такие как уголь, нефть и природный газ, и ядерное топливо.
Возобновляемые источники энергии не ограничены.
Они восстанавливаются природным путем за короткий период времени. Возобновляемые источники энергии включают ветровую, солнечную, гидроэлектрическую, геотермальную, энергию океана и приливов, а также биомассу. Источники энергии, главным образом, используются для энергоснабжения и обогрева домашних, коммерческих и промышленных объектов, для производства продукции, продовольствия и питьевой воды, а также для транспортировки.
Какие существуют опасения, связанные с использованием невозобновляемых источников энергии?
Невозобновляемые источники энергии ограничены. Они истощаются с намного большей скоростью, чем скорость, с которой они образуются, и поэтому они иссякнут.
При сжигании ископаемых видов топлива образуется диоксид углерода — парникового газа, являющегося одной из причин глобального изменения климата.
Распределение невозобновляемых энергетических ресурсов в мире таково, что многие страны полагаются на импорт из других государств и поэтому зависят от политических и экономических факторов. Природные и техногенные катастрофы могут приводить к повреждению инфраструктуры невозобновляемых энергетических ресурсов с катастрофическими последствиями для окружающей среды и здоровья людей.
Какая разница между энергией, работой и мощностью?
Энергия системы — это мера ее способности выполнять работу.
Работа выполняется, когда к объекту прилагается сила, заставляющая его перемещаться на определенное расстояние. Когда выполняется работа, происходит преобразование энергии и меняется энергия системы.
Мощность — это скорость преобразования энергии (которая равна скорости, с которой выполняется работа).
Единица энергии в СИ — джоуль (Дж). 1 джоуль равен работе, выполняемой силой в 1 ньютон при перемещении на расстояние 1 метр (в направлении действия силы).
Единица мощности в СИ — ватт (Вт). 1 ватт равен преобразованию энергии в 1 джоуль за секунду.
Как сохраняется и как преобразуется энергия?
Энергию можно разделить на потенциальную (энергия объекта, определяемая его положением) или кинетическую (энергия объекта, определяемая его движением).
Энергию можно сохранять различными способами (например, химическая, кинетическая, гравитационная, упругая, тепловая, магнитная, электростатическая или ядерная энергия). Эти различные виды состояния энергии обычно называют типами или формой энергии.
Согласно закону сохранения энергии, энергия не может быть создана или уничтожена, но может преобразовываться из одного вида накопления в другой механическим, электрическим, тепловым путем или излучением.
Изменения в системе могут приводить к преобразованиям и изменениям в способе накопления энергии.
Какие существуют опасения, связанные с использованием возобновляемых источников энергии?
Возобновляемые источники энергии не так надежны, как невозобновляемые.
Для генерации таких выходных мощностей, которые производят электростанции на ископаемом топливе или ядерной энергии, нужны большие ветряные и солнечные энергетические установки.
Требуется значительное инвестирование для строительства новой инфраструктуры возобновляемой энергетики. Существуют проблемы с эстетикой строительства новой инфраструктуры возобновляемой энергетики.
Существует шумовое загрязнение и обеспокоенность состоянием окружающей среды в связи с установками ветровой энергетики.
Как генерируется и передается энергия?
В большинстве электрогенераторов для выработки электроэнергии используется вращение турбины. Для вращения турбин используется:
- пар, получаемый при сжигании топлива (ископаемое топливо или энергетика на биомассе)
- пар, получаемый при делении ядра ядерного топлива (ядерная энергетика)
- пар, получаемый из подземных геотермальных пород (геотермальная энергия)
- поток воды (гидроэнергия)
- ветер (энергия ветра)
В гелиоэнергетике используются фотоэлектрические ячейки, которые преобразуют энергию солнечного света непосредственно в электрическую.
В гелиоэнергетике используются фотоэлектрические ячейки, которые преобразуют энергию солнечного света непосредственно в электрическую.
С выработкой электроэнергии связаны различные капиталовложения и эксплуатационные расходы.
Технологии хранения энергии позволяют разделить поставку энергии и потребность в ней, и обеспечивают способы снижения потерь энергии.
Как стать участником NXplorers
Программа NXplorers в настоящее время проводится в следующих странах
Hong Kong, Saudi Arabia, Vietnam, Австралия, Бразилия, Бруней, Египет, Индия, Индонезия, Казахстан, Катар, Китай, Малайзия, Нигерия, Нидерланды, ОАЭ, Оман, Россия, Сингапур, Тринидад и Тобаго, Филиппины.
Если вы заинтересованы в сотрудничестве с NXplorers, свяжитесь с нами.
NXplorers — это образовательная инициатива Шелл
Связаться
Thank you for signing up to the NXplorers newsletter.
There has been a problem
NXplorers Newsletter
Введите свой адрес электронной почты, чтобы получать наши ежеквартальные информационные бюллетени (бюллетени доступны только на английском языке).
Я согласен с условиями.
Please agree to proceed
Возобновляемая («альтернативная») энергетика — Правительство России
Работа ПравительстваЭнергетика
Возобновляемая («альтернативная») энергетика
Долгосрочные стратегии развития энергетики на основе
возобновляемых источников (ВИЭ). Ветроэнергетика. Солнечная энергетика.
Геотермальная энергетика. Строительство объектов генерации на основе ВИЭ. Производство
оборудования для «альтернативной» энергетики. Экономические механизмы стимулирования
развития ВИЭ.
числе твёрдых бытовых
отходов, торфа, биотоплива.
-
Александр Новак
курирующий вице-премьер -
Николай Шульгинов
Министр энергетики
- Ключевые решения
- Документы и события
9 августа 2021, понедельник
, Возобновляемая («альтернативная») энергетика
Правительство утвердило Концепцию развития водородной энергетики
Распоряжение от 5 августа 2021 года №2162-р
6 ноября 2018, вторник
, Возобновляемая («альтернативная») энергетика
О внесении в Госдуму законопроекта о правовом регулировании вопросов производства электроэнергии на объектах микрогенерации
Распоряжение от 3 ноября 2018 года №2381-р.
7 марта 2018, среда
, Аграрная наука
Об утверждении плана мероприятий «Развитие биотехнологий и генной инженерии» на 2018–2020 годы
Распоряжение от 28 февраля 2018 года №337-р. План принимается для развития внутреннего спроса, производства и экспорта биотехнологической продукции, формирования институциональных условий для глубокой модернизации технологической базы промышленности за счёт массового внедрения в производство методов и продуктов биотехнологий.
6 марта 2017, понедельник
, Возобновляемая («альтернативная») энергетика
Об использовании твёрдых бытовых отходов в качестве источников энергии
Постановление от 28 февраля 2017 года №240, распоряжения от 28 февраля 2017 года №354-р, №355-р.
17 февраля 2017, пятница
, Возобновляемая («альтернативная») энергетика
Поручение о стимулировании развития микрогенерации на основе возобновляемых источников энергии
28 мая 2013, вторник
, Возобновляемая («альтернативная») энергетика
О механизме стимулирования использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) на оптовом рынке электрической энергии и мощности
Постановление от 28 мая 2013 года №449.
, Возобновляемая («альтернативная») энергетика
О внесении изменений в Основные направления госполитики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) на период до 2020 года
Распоряжение от 28 мая 2013 года №861-р. Распоряжение предусматривает создание условий для использования специального механизма торговли мощностью в целях стимулирования развития генерирующих объектов, функционирующих на основе использования возобновляемых источников энергии, на оптовом рынке электрической энергии и мощности, обеспечивающей возврат капитала, инвестированного в их создание, и необходимый уровень его доходности.
8 января 2009, четверг
, Возобновляемая («альтернативная») энергетика
Об основных направлениях государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии
Распоряжение от 8 января 2009 года №1-р. Определены цели и принципы использования возобновляемых источников энергии, целевые показатели объёма производства электрической энергии с их использованием и ее потребления в совокупном балансе производства и потребления электрической энергии, меры по достижению этих показателей.
Календарь
Ноябрь
- Январь
- Февраль
- Март
- Апрель
- Май
- Июнь
- Июль
- Август
- Сентябрь
- Октябрь
- Ноябрь
- Декабрь
2022
- 2022
- 2021
- 2020
- 2019
- 2018
- 2017
- 2016
- 2015
- 2014
- 2013
- 2012
| ПН | ВТ | СР | ЧТ | ПТ | СБ | ВС |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 |
| 28 | 29 | 30 |
- Ежедневная
- Еженедельная
На указанный Вами адрес электронной почты будет выслано письмо с подтверждением данной услуги и подробными инструкциями по дальнейшим действиям.
На указанный Вами адрес электронной почты будет выслано письмо с подтверждением данной услуги и подробными инструкциями по дальнейшим действиям.
Какие существуют виды возобновляемых источников энергии?
Поскольку Великобритания и США стремятся к 2050 году достичь нулевого уровня выбросов, использование электроэнергии, получаемой из возобновляемых источников, имеет важное значение для сокращения выбросов углекислого газа.
Каждый тип возобновляемой энергии вносит разный вклад в наш баланс электроэнергии наряду с невозобновляемыми видами энергии, такими как ископаемое топливо или ядерная энергия.
Узнайте о различных типах возобновляемых источников энергии, которые мы в настоящее время используем для производства электроэнергии, и о том, как они будут использоваться в будущем для дальнейшей борьбы с изменением климата.
Что такое возобновляемая энергия?
Возобновляемая энергия — это энергия, полученная из источника, который никогда не иссякнет.
Примеры возобновляемых источников энергии включают энергию ветра, солнечную энергию, биоэнергию (органические вещества, сжигаемые в качестве топлива) и гидроэнергетику, включая энергию приливов и отливов.
Сжигание ископаемого топлива для производства электроэнергии уже давно является основным источником выбросов парниковых газов в нашу атмосферу, поэтому эти возобновляемые источники считаются жизненно важными в борьбе с изменением климата.
Наиболее распространенные возобновляемые источники энергии
В Великобритании существует четыре основных источника возобновляемой энергии:
Ветер
Энергия ветра является крупнейшим производителем возобновляемой электроэнергии как в Великобритании, так и в США. Береговые и морские ветряные электростанции вырабатывают электроэнергию за счет вращения лопастей ветряной турбины s .
Солнечная энергия
Солнечный свет является одним из наиболее свободно доступных энергетических ресурсов на планете, что, как вы предполагаете, сделает его источником возобновляемой энергии номер один. Но, конечно, количество солнечного света, которое мы получаем, может сильно различаться в зависимости от местоположения, времени года и времени суток.
Солнечная энергия вырабатывает электричество, улавливая солнечный свет солнечными панелями в совместной химической и физической реакции, известной как «фотогальванический эффект» (или PV).
Гидроэнергетика
Гидроэнергетика создается с помощью движения текущей или падающей воды. Гидроэлектростанции находятся на плотинах и вырабатывают электроэнергию с помощью подводных турбин, которые вращают генератор.
Биоэнергетика
Электричество может быть получено при сжигании органических веществ в качестве источника топлива . Эти виды топлива известны как биомасса и включают в себя все, что угодно, от растений до древесины и пищевых отходов. Углекислый газ (CO 2 ) выбрасывается при производстве биоэнергии, но эти источники топлива считаются возобновляемыми, поскольку их можно выращивать заново и поглощать столько же углерода, сколько они выделяют в течение своей жизни.
Что такое невозобновляемые источники энергии?
Ископаемые виды топлива, такие как уголь, природный газ и нефть, являются примерами невозобновляемых источников энергии. Эти источники могут встречаться в природе, но их количество конечно.
Недостатком невозобновляемых источников энергии является то, что для их формирования часто требуются сотни тысяч лет, и их необходимо извлекать из земли и сжигать для создания энергии, которая генерирует электричество.
Каковы преимущества возобновляемых источников энергии?
Есть несколько причин, по которым использование возобновляемых источников энергии так важно для нашего будущего.
Поскольку их запасов гораздо больше, чем ископаемого топлива, правительства всего мира стремятся развивать возобновляемые источники энергии исключительно для питания своих стран.
Возможно, наиболее важно то, что возобновляемые источники энергии при использовании производят мало вредных выбросов или вообще не производят их, поэтому чистая энергия, которую они производят, будет играть решающую роль в предотвращении дальнейшего глобального потепления. Вот почему так много наших целей в будущем, связанных с нулевым уровнем выбросов, зависят от увеличения их использования сегодня.
Является ли возобновляемая энергия такой же, как чистая или зеленая энергия?
Термины ‘ зеленая энергия ’, «чистая энергия» и «возобновляемая энергия» часто используются взаимозаменяемо, но между ними есть ключевое различие.
-
Чистая энергия производит электричество без выбросов. Однако его производство или техническое обслуживание иногда могут иметь «углеродную стоимость». Например, для создания гидроэлектростанций с плотиной необходимо очистить природную среду, а работы по их строительству часто приводят к выбросам углерода.
-
Зеленая энергия поступает из полностью естественных источников, которые при их создании или использовании оказывают незначительное воздействие на окружающую среду или не оказывают никакого воздействия на окружающую среду.
-
Они оба могут быть возобновляемыми , что по существу означает, что они поступают из источника, который не может быть исчерпан.
Таким образом, хотя большинство зеленых источников энергии являются возобновляемыми, не все возобновляемые источники энергии считаются зелеными.
Возобновляемая энергия в современную эпоху
Сегодня использование возобновляемых источников энергии в нашем энергетическом балансе значительно выросло.
К 2020 году – самый зеленый год в Великобритании за всю историю наблюдений – возобновляемые источники энергии составляли колоссальные 43,1% от общего объема электроэнергии, больше, чем природный газ (34,5%) и уголь (1,8%). В сочетании с 16-процентным вкладом низкоуглеродной ядерной энергии был достигнут рубеж, когда страна в течение года в основном питалась чистой энергией.
Объяснение дополнительной энергии
Энергия ветра на суше и на море: в чем разница?
Что такое секвестрация углерода?
Что такое парниковые газы?
Как работает солнечная энергия?
Возобновляемые источники энергии — Центр климатических и энергетических решений Центр климатических и энергетических решений
Краткая информация
- Возобновляемые источники энергии — это самый быстрорастущий источник энергии в Соединенных Штатах, увеличившийся на 42 процента с 2010 по 2020 год (до 90 процентов с 2000 по 2020 год).
- В 2020 году возобновляемые источники энергии составляли почти 20 процентов общего производства электроэнергии в США, при этом основная часть приходилась на гидроэнергетику (7,3 процента) и энергию ветра (8,4 процента).
- Солнечная генерация (включая распределенную), на долю которой в 2020 году приходилось 3,3 процента от общей выработки электроэнергии в США, является самым быстрорастущим источником электроэнергии.
- В 2020 году во всем мире на долю возобновляемых источников энергии пришлось 29 процентов производства электроэнергии, большая часть из которых приходится на гидроэнергетику (16,8 процента).
- В 2020 году во всем мире было добавлено рекордное количество возобновляемых источников энергии — более 256 ГВт9.0086
- Возобновляемый этанол и биодизельное транспортное топливо составили более 17 процентов от общего потребления возобновляемой энергии в США в 2020 году, что меньше, чем в последние годы, вероятно, из-за пандемии COVID-19.
Возобновляемые источники энергии и спрос
Возобновляемые источники энергии являются самым быстрорастущим источником энергии во всем мире и в Соединенных Штатах.
Во всем мире:
- В 2019 году около 11,2% энергии, потребляемой в мире для отопления, электроснабжения и транспорта, приходилось на современные возобновляемые источники энергии.(т. е. биомасса, геотермальная энергия, солнечная энергия, гидроэнергия, ветер и биотопливо), по сравнению с 8,7 процента десятилетием ранее (см. рисунок ниже).
- возобновляемых источников энергии приходилось 29 % мирового производства электроэнергии. В 2020 году за счет ветровой и солнечной фотоэлектрической энергии было добавлено более 256 ГВт мощностей, что почти на 10% больше общей установленной мощности возобновляемых источников энергии.
К концу 2020 года на долю
Международное энергетическое агентство отмечает, что разработка и внедрение технологий производства электроэнергии из возобновляемых источников, по прогнозам, будет по-прежнему развертываться на рекордных уровнях, но необходима государственная политика и финансовая поддержка, чтобы стимулировать еще более широкое развертывание чистой электроэнергии (и поддерживающей инфраструктуры), чтобы дать миру шанс достичь своих нулевых климатических целей.
Расчетная глобальная доля возобновляемой энергии в общем конечном потреблении энергии (2009-2019 гг.)
В США:
- В 2020 году почти 5 процентов энергии, потребляемой в разных секторах в США, приходилось на возобновляемые источники (11,6 квадриллиона БТЕ из общего количества 92,9 квадриллиона БТЕ). Ожидается, что потребление возобновляемых источников энергии в США будет расти в течение следующих 30 лет в среднем на 2,4% в год, что выше общих темпов роста потребления энергии (0,5% в год) при обычном сценарии.
- В 2020 году на долю возобновляемых источников энергии приходилось 19,8% производства электроэнергии, при этом большую часть составляли гидро- и ветроэнергетика. Ожидается, что к 2030 году этот показатель вырастет до 35 процентов. Ожидается, что большая часть прироста будет приходиться на ветровую и солнечную энергию. Доля возобновляемых источников энергии, не связанных с гидроэнергетикой, в производстве электроэнергии увеличилась с менее чем 1 процента в 2005 году до более 12,5 процента в конце 2020 года, в то время как спрос на электроэнергию оставался относительно стабильным.
В транспортном секторе использование возобновляемых видов топлива, таких как этанол и биодизель, значительно увеличилось за последнее десятилетие. Однако более медленный рост (т. е. ежегодный рост на 0,6–0,7 процента) ожидается до середины столетия.
В промышленном секторе биомасса составляет 98 процентов использования возобновляемых источников энергии, при этом примерно 60 процентов приходится на древесину из биомассы, 31 процент на биотопливо и почти 7 процентов на отходы биомассы.
Неопределенность в отношении федеральных налоговых льгот (например, стандарта возобновляемого топлива), стандарта низкоуглеродного топлива в Калифорнии, цен на топливо и экономического роста повлияет на темпы развития возобновляемых источников энергии в США.
Возобновляемые источники энергии
Факторы, влияющие на использование возобновляемых источников энергии, включают рыночные условия (например, стоимость, разнообразие, близость к спросу или передаче и доступность ресурсов), политические решения (например, налоговые льготы, льготные тарифы и портфель возобновляемых источников энергии).
Предприятия, стремящиеся к устойчивому развитию, также стимулируют развитие возобновляемых источников энергии, строя свои собственные объекты (например, солнечные крыши и ветряные электростанции), закупая возобновляемую электроэнергию по соглашениям о покупке электроэнергии и покупая сертификаты возобновляемой энергии (REC).
Технологии возобновляемой энергии ветра и солнца за последнее десятилетие значительно снизили стоимость. В период с 2010 по 2019 год стоимость солнечных фотоэлектрических установок для коммунальных предприятий упала на 82 процента, а стоимость наземных ветряных электростанций упала на 39 процентов.процент. Увеличение спроса и закупок требует производства и разработки большего количества этих технологий, что приводит к снижению затрат благодаря обучению и экономии за счет масштаба, что увеличивает стимул для дополнительных закупок.
Глобальная средневзвешенная приведенная стоимость электроэнергии от технологий производства электроэнергии в масштабах коммунальных предприятий, 2010 и 2019 годы
Факторы политики
Два федеральных налоговых кредита стимулировали использование возобновляемых источников энергии в Соединенных Штатах:
- Налоговый кредит на производство (PTC), впервые введенный в действие в 1992 году и впоследствии измененный, представлял собой корпоративный налоговый кредит, доступный для широкого спектра возобновляемых технологий, включая ветер, свалочный газ, геотермальную энергию и малую гидроэнергетику. Для подходящих технологий коммунальное предприятие получило кредит в размере 2,2 цента / кВтч (22 доллара США / МВтч) за всю электроэнергию, выработанную в течение первых 10 лет работы. PTC в настоящее время прекращается; в конце декабря 2020 года ПТК был продлен еще на год в размере 60 процентов от полной суммы кредита, и объекты, строительство которых началось после 31 декабря 2021 года, больше не смогут претендовать на этот кредит.
- Инвестиционный налоговый вычет (ITC) зарабатывается при вводе в эксплуатацию соответствующего оборудования, включая солнечную горячую воду, фотоэлектрические элементы и небольшие ветряные турбины. Кредит снижает затраты на установку и сокращает время окупаемости этих технологий. Закон о консолидированных ассигнованиях (2016 г.) продлил ITC на три года, но затем Конгресс принял двухлетнюю отсрочку в 2020 г. Он будет постепенно снижен до 10 процентов в 2024 году (с 26 процентов в 2021 году).
Штаты предлагают дополнительные стимулы, благодаря чему внедрение возобновляемых источников энергии становится еще проще с точки зрения затрат.
Стандарт портфеля возобновляемых источников энергии требует, чтобы электроэнергетические компании поставляли определенное количество электроэнергии из возобновляемых или альтернативных источников энергии к определенной дате. Государственные стандарты варьируются от скромных до амбициозных, а квалификационные источники энергии различаются.
В штатах со стандартом портфеля возобновляемых источников энергии коммунальные предприятия учитывают стоимость, периодичность и доступность ресурсов при выборе технологий, удовлетворяющих этому требованию.
В транспортном секторе США Закон об энергетической политике 2005 года создал Стандарт возобновляемого топлива, согласно которому 2,78 % бензина, потребляемого в США в 2006 году, должно быть возобновляемым топливом.
Закон об энергетической независимости и безопасности от 2007 года создал новый стандарт возобновляемого топлива, который увеличил требуемые объемы до 36 миллиардов галлонов к 2022 году, или примерно на 7% ожидаемого годового потребления бензина и дизельного топлива по сравнению с обычным сценарием.
Виды возобновляемой энергии
Возобновляемая энергия поступает из источников, которые можно регенерировать или пополнять естественным путем. Основные источники:
- Вода (гидроэнергетика и гидрокинетика)
- Ветер
- Солнечная энергия (энергия и горячая вода)
- Биомасса (биотопливо и биоэнергия)
- Геотермальная энергия (энергия и отопление)
Все источники возобновляемой энергии используются для производства электроэнергии. Кроме того, геотермальный пар используется непосредственно для отопления и приготовления пищи. Биомасса и солнечные источники также используются для обогрева помещений и воды. Этанол и биодизель (и в меньшей степени газообразный биометан) используются для транспорта.
Возобновляемые источники энергии считаются нулевыми (ветер, солнце и вода), низкими (геотермальные) или нейтральными (биомасса) в отношении выбросов парниковых газов при их эксплуатации. Выбросы нейтрального источника уравновешиваются количеством углекислого газа, поглощаемого в процессе выращивания. Однако общее воздействие каждого источника на окружающую среду зависит от его общего жизненного цикла выбросов, включая производство оборудования и материалов, установку, а также воздействие на землепользование.
Вода
Крупные традиционные гидроэнергетические проекты в настоящее время обеспечивают большую часть выработки возобновляемой электроэнергии во всем мире. Имея около 1170 гигаватт (ГВт) глобальной мощности, гидроэнергетика произвела примерно 4370 тераватт-часов (ТВтч) из примерно 26 000 ТВтч общей мировой электроэнергии в 2020 году.
Соединенные Штаты являются четвертым по величине производителем гидроэлектроэнергии после Китая, Бразилии, и Канада.
Эксплуатационные расходы на гидроэнергетику относительно низки, а выбросы парниковых газов в гидроэнергетике практически отсутствуют. Основное воздействие на окружающую среду заключается в том, что плотина для создания водохранилища или отвода воды к гидроэлектростанции меняет экосистему и физические характеристики реки.
Сила воды захватывает энергию текущей воды в реках, ручьях и волнах для выработки электроэнергии. Обычные гидроэлектростанции могут быть построены на реках без водохранилища (известных как «русловые» агрегаты) или в сочетании с водохранилищами, в которых накапливается вода, которую можно использовать по мере необходимости.
Прочее производство гидроэлектроэнергии
Малые гидроэлектростанции, как правило, мощностью менее 10 мегаватт (МВт) и микрогидроэлектростанции (менее 1 МВт) менее затратны в разработке и оказывают меньшее воздействие на окружающую среду, чем крупные традиционные гидроэнергетические проекты. В 2019 году общее количество малых ГЭС, установленных в мире, составило 78 ГВт. У Китая была самая большая доля — 54 процента. Китай, Италия, Япония, Норвегия и США входят в первую пятерку малых ГЭС по установленной мощности. Во многих странах есть цели в области возобновляемых источников энергии, которые включают развитие проектов малых гидроэлектростанций.
Гидрокинетическая электроэнергия, включая энергию волн и приливов, является формой нетрадиционной гидроэнергетики, которая захватывает энергию волн или течений и не требует строительства плотины.
Гидроэлектростанция с низким напором представляет собой коммерчески доступный источник гидрокинетической электроэнергии, который используется в сельскохозяйственных районах более 100 лет. Как правило, мощность этих устройств невелика, от 1кВт до 250кВт.
Гидроаккумулирующие гидроэлектростанции используют недорогое электричество (обычно в ночное время в периоды низкого спроса) для перекачки воды из расположенного ниже водохранилища в водохранилище, расположенное над электростанцией, для последующего использования в периоды пикового спроса на электроэнергию. Хотя эта стратегия экономически жизнеспособна, она не считается возобновляемой, поскольку она использует больше электроэнергии, чем производит.
Гидроэнергетика
Ветер
Ветер был вторым по величине источником возобновляемой энергии в мире (после гидроэнергетики) для производства электроэнергии.

За последние 30 лет средний размер турбин неуклонно увеличивался. Сегодня мощность новых береговых турбин обычно составляет от 2 до 5 МВт. Самые большие производственные модели, предназначенные для использования в море, могут генерировать 12 МВт; Ожидается, что в ближайшие годы некоторые разрабатываемые инновационные модели турбин будут генерировать более 14 МВт на шельфовых проектах. Из-за более высоких затрат и технологических ограничений морская мощность, составляющая примерно 35,6 ГВт в 2020 году, составляет лишь небольшую долю (около 5 процентов) от общей установленной мощности ветрогенерации.
Размеры ветряных турбин
Солнечная энергия
Ресурсы солнечной энергии огромны и широко распространены, и их можно использовать везде, где есть солнечный свет. Количество солнечной радиации, также известной как инсоляция, достигающей поверхности Земли каждый час, больше, чем вся энергия, потребляемая в настоящее время всеми видами деятельности человека каждый год. Ряд факторов, в том числе географическое положение, время суток и погодные условия, влияют на количество энергии, которое можно использовать для производства электроэнергии или отопления.
Солнечные фотоэлектрические элементы — самый быстрорастущий источник электроэнергии. В 2020 году было добавлено около 139 ГВт глобальной мощности, в результате чего общая мощность составила около 760 ГВт и произведено почти 3 процента мировой электроэнергии.
Солнечная энергия может использоваться для производства электроэнергии с использованием:
- Солнечной или фотогальванической батареи, которая преобразует солнечный свет в электричество с помощью фотоэлектрического эффекта.
Как правило, фотогальванические элементы находятся на крышах жилых и коммерческих зданий. Кроме того, коммунальные предприятия построили большие (более 100 МВт) фотоэлектрические установки, для которых требуется от 5 до 13 акров на МВт, в зависимости от используемых технологий. В Соединенных Штатах нежилые солнечные установки (например, коммунального масштаба) составляли 16,7 ГВт, в то время как бытовые солнечные установки (например, на крышах) составляли 19.1 ГВт.
- Концентрация солнечной энергии (CSP), в которой используются линзы или зеркала для концентрации солнечного света в узкий луч, который нагревает жидкость, производя пар для привода турбины, вырабатывающей электричество. Проекты по концентрации солнечной энергии более масштабны, чем бытовые или коммерческие фотоэлектрические, и часто принадлежат и управляются электроэнергетическими компаниями.
- Несмотря на то, что заводы CSP коммунального масштаба эксплуатировались задолго до того, как солнечная фотоэлектрическая энергия стала широко коммерциализированной, солнечная фотоэлектрическая энергия в значительной степени захватила этот рынок из-за снижения стоимости.
Глобальная мощность CSP выросла всего на 1,6 процента в 2020 году до 6,2 ГВт.
Солнечные водонагреватели, обычно устанавливаемые на крышах домов и квартир, обеспечивают горячее водоснабжение жилых помещений с помощью солнечного коллектора, который поглощает солнечную энергию, которая, в свою очередь, нагревает проводящую жидкость и передает тепло в резервуар для воды. Современные коллекторы предназначены для работы даже в холодном климате и в пасмурные дни.
Электричество, вырабатываемое из солнечной энергии, не выделяет парниковых газов. Основное воздействие солнечной энергии на окружающую среду связано с использованием некоторых опасных материалов (мышьяк и кадмий) при производстве фотоэлектрических систем и большим количеством земли, необходимой, сотни акров, для проекта солнечной энергетики коммунального масштаба.
Концентрация солнечной энергии
Биомасса
Источники энергии из биомассы используются для выработки электроэнергии и прямого нагрева и могут быть преобразованы в биотопливо в качестве прямой замены ископаемого топлива, используемого на транспорте.
В 2020 году мировая мощность производства электроэнергии на биомассе составила 145 ГВт, увеличившись на 5,8 процента по сравнению с предыдущим годом. В Соединенных Штатах было 16 ГВт установленных мощностей по выработке электроэнергии на биомассе.
В дополнение к свалочному газу, биотопливо может быть синтезировано из специальных сельскохозяйственных культур, деревьев и трав, сельскохозяйственных отходов и исходного сырья из водорослей; к ним относятся возобновляемые формы дизельного топлива, этанола, бутанола, метана и других углеводородов.
Биомасса с замкнутым циклом, при которой энергия вырабатывается с использованием сырья, выращенного специально для целей производства энергии, обычно считается нейтральной по отношению к двуокиси углерода, поскольку двуокись углерода, выделяемая при сгорании топлива, ранее улавливалась при выращивании исходного сырья. В то время как биомасса позволяет избежать использования ископаемого топлива, чистый эффект биоэнергетики и биотоплива на выбросы парниковых газов будет зависеть от выбросов за весь жизненный цикл источника биомассы, от того, как он используется, и от косвенных эффектов землепользования.
Геотермальная энергия
В 2020 г. геотермальная энергия обеспечила примерно 225 ТВт-ч в мире, из которых 97 ТВт-ч в виде электроэнергии (при расчетной мощности 14,1 ГВт), а оставшаяся половина — в виде тепла. (Общая мировая выработка электроэнергии в 2020 году составила 26 000 ТВтч).
В 2020 году в Соединенных Штатах было произведено почти 17 ТВтч геотермальной электроэнергии , что составляет около 3,4 % производства электроэнергии из возобновляемых источников, не связанных с гидроэнергетикой, но лишь 0,4 % от общего объема производства электроэнергии. Семь штатов производят электроэнергию из геотермальной энергии: Калифорния, Гавайи, Айдахо, Невада, Нью-Мексико, Орегон и Юта. Из них на Калифорнию приходилось 80 процентов этого поколения.
Традиционная геотермальная энергия использует естественные высокие температуры, расположенные относительно близко к поверхности Земли в некоторых районах, для производства электроэнергии и для непосредственного использования, такого как отопление и приготовление пищи. Геотермальные области обычно расположены вблизи границ тектонических плит, где происходят землетрясения и извержения вулканов. В некоторых местах горячие источники и гейзеры веками использовались для купания, приготовления пищи и обогрева. 700°F. В этот колодец закачивается вода, где она нагревается горячими камнями. Он проходит через естественные трещины и поднимается вверх по второму колодцу в виде пара, который можно использовать для вращения турбины и выработки электроэнергии или для обогрева или других целей. Возможно, потребуется пробурить несколько скважин, прежде чем будет заложена подходящая, и размер ресурса не может быть подтвержден до завершения бурения. Кроме того, в этом процессе часть воды теряется из-за испарения, поэтому для поддержания непрерывного потока пара добавляется новая вода.
Расширенные геотермальные системы используют передовые, часто экспериментальные методы бурения и закачки жидкости для увеличения и расширения доступности геотермальных ресурсов.
Геотермальная электростанция
Показатели возобновляемой энергетики, 2020 г.
Доступность возобновляемых источников энергии в США
Следующие карты Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики показывают относительную доступность возобновляемых источников энергии на всей территории Соединенных Штатов.
- Ветровые ресурсы изобилуют на Великих равнинах, в Айове, Миннесоте, вдоль хребта Аппалачей, в Западных горах и во многих прибрежных районах.
- Солнечные фотоэлектрические и концентрирующие солнечные энергетические ресурсы являются самыми высокими на юго-западе пустыни и уменьшаются по интенсивности в северном направлении.
Глобальная мощность CSP выросла всего на 1,6 процента в 2020 году до 6,2 ГВт. 
Добавить комментарий