Какой вид энергии является наиболее экологически чистым

Альтернативные источники энергии

Развитие альтернативной энергетики обеспечивает получение максимально дешевой энергии при помощи возобновляемых (неисчерпаемых) источников сырья, необходимого для ее выработки. Однако альтернативные источники энергии не всегда позволяют достичь желаемого результата, иногда оставаясь экономически невыгодным способом решения энергетической проблемы.

Виды «чистых» источников

Современная энергетика – отрасль, где широко используются различные природные экологически чистые источники энергии:
• ветер;
• солнечное излучение;
• вода;
• биотопливо.

Технологии энергетических преобразований, лежащие в основе применения указанных видов природных ресурсов, позволяют частично решить проблему нехватки энергоресурсов, однако далеко не всегда являются экологичными.

Гелиоэнергетика, солнечные батареи

Солнечное излучение считается перспективным направлением развития альтернативной энергетики.

Среди преимуществ установки солнечных батарей:
• минимальное влияние в процессе генерации энергии на окружающую среду;
• высокий КПД установок;
• отсутствие шума;
• возможность монтажа практически в любом регионе планеты.

Используя всего 1 кг кремния, можно получить столько энергии, сколько вырабатывает ТЭС при помощи 75 тонн нефти. Количество потребляемой электроэнергии значительно меньше числа вырабатываемой панелями, поэтому их окупаемость в ряде случаев происходит уже через год.

Однако солнечное излучение, как и любые альтернативные источники энергии, обладает рядом недостатков. Главный среди них – неравномерная плотность падения солнечного света на различных территориях в течение года, являющаяся причиной снижения эффективности солнечных батарей.

Прочими недостатками применения панелей являются:
• необходимость периодической очистки поверхности от загрязнений;
• использование значительных земельных территорий для монтажа конструкций в промышленных масштабах;
• применение при производстве блоков опасных веществ, оказывающих влияние на окружающую среду.

Подсчитано, что за срок службы солнечного модуля в атмосферу поступает примерно 0,02 г. теллурида кадмия на один ГВт/час электроэнергии. Показатель достаточно мал, однако при полном переходе на солнечную энергию его значение в десятки раз увеличится.

Для производства одной панели необходимо примерно 68,7 МВт*ч. При генерации панелью 2,4 кВт*ч в сутки (существуют более мощные аналоги) за год установка произведет примерно 3,16 МВт*ч.

Проблеме утилизации также не уделено должное внимание. Производители солнечных панелей не всегда предлагают готовые программы утилизации, оставляя открытым вопрос их хранения/переработки.

Ветроэнергетика, ветровые электростанции, ветряки

Потоки ветровых масс успешно можно преобразовать в любую энергию: механическую, тепловую, электрическую, используя ее в различных отраслях.

Преобразование ветровой энергии происходит посредством ветрогенератора – установки с вертикальной/горизонтальной осью, оснащенной двумя, тремя и более лопастями, в которую вмонтирован электрогенератор. Одна подобная конструкция мощностью 1 МВт позволяет сэкономить за 20 лет эксплуатации порядка 30 тыс. тонн угля, около 12,5 тыс. тонн нефти.

Основные преимущества:
• применение безопасного сырья – природных ветряных масс;
• относительно быстрая окупаемость при использовании в промышленных масштабах – 1-2 года;
• отсутствие вредных выбросов.

Ветряные станции производят за одинаковый промежуток времени энергии в 25-30 раз больше, нежели потребляют за тот же период.

Недостатки:
• непостоянство вырабатываемых ресурсов ввиду переменчивости силы ветра;
• необходимость обеспечения инфраструктуры для передачи полученной электроэнергии потребителю ввиду удаленности ветряков;
• использование дорогостоящего оборудования (аккумулятора, инвертора) при использовании малых ВЭС в домашних условиях;
• значительные шумовые помехи.

Утверждение об их полной экологической безопасности также не совсем верно. Изготовление ветряков требует затрат на переплавку металла, литье пластиковых, медных деталей. Производство бетона, необходимого для формирования основания, также требует определенных энергоресурсов, а изготовление и последующая утилизация аккумуляторных батарей являются энергозатратными небезопасными процессами.

Гидроэнергетика

Преобразование энергии водного потока позволяет получить дешевую электроэнергию, выработка которой на ГЭС сопровождается относительно небольшим влиянием на экологию.

Преимущества:
• дешевизна;
• отсутствие вредных выбросов в процессе работы;
• КПД – 85-90%.

Однако строительство сооружений, обеспечивающих возможность энергетических преобразований, сопровождается непоправимым влиянием на экосистему территории, где ведется строительство.

Недостатки:
• затопление земель;
• обеднение флоры, фауны;
• возможность оборудования мощных ГЭС только в местах, обладающих значительными водными ресурсами;
• значительные затраты на строительство.

Биотопливо

Применяя экологически чистые источники энергии, можно уменьшить потребление невозобновляемого сырья либо полностью заменить его. Жидкое, твердое, газообразное биотопливо является универсальным средством получения энергии независимо от региона его использования.

Преимущества:
• возможность применения различного сырья для получения энергетической биомассы;
• общедоступность;
• соблюдение нейтрального уровня поглощаемого/выделяемого углекислого газа;
• низкая себестоимость исходного сырья.

Недостатки эксплуатации биоэнергетических установок:
• использование значительных земель для выращивания культур;
• выбросы вредных веществ при сжигании биомассы (сера – 0,2%, зола – 3-5%);
• загрязнение почвы пестицидами;
• нарушение экобаланса прилегающей территории;
• необходимость организации бесперебойных поставок биотоплива.

«Идеально безопасного» экономически эффективного альтернативного источника энергии не существует. Целесообразность применения каждого из них определяется совокупностью множественных факторов.

Что означает переход к экологически чистой энергии и какая роль в нем отводится ядерной энергетике

Чтобы поддерживать повседневную жизнь людей и способствовать гуманитарному и экономическому развитию, миру необходима энергия. В 2019 году во всем мире было выработано больше 26 000 тераватт-часов электроэнергии. Электроэнергия вырабатывается в результате использования различных источников энергии, в основном органического топлива, но также и ядерных реакций и возобновляемых источников, к которым относится, например, энергия солнца, воды и ветра.

Производство и использование энергии, в свою очередь, представляет собой крупнейший в мире источник выбросов парниковых газов. Так как парниковые газы являются одним из факторов, обусловливающих изменение климата, страны всего мира ведут активную деятельность в целях перехода к экологически чистой энергии, изменяя свой подход к производству энергии.

В этой статье мы постараемся более подробно рассмотреть, в чем заключается переход к экологически чистой энергии и какая роль при этом отводится ядерной энергетике.

Что подразумевается под «переходом к экологически чистой энергии»?

Переход к экологически чистой энергии означает уменьшение в производстве энергии доли источников, при использовании которых выбрасываются большие объемы парниковых газов, например органического топлива, и увеличение доли таких источников, которые предполагают минимальные выбросы парниковых газов или вовсе их отсутствие. К числу таких экологически чистых источников относится ядерная энергия, энергия воды, ветра и солнца.

Направление глобального перехода к экологически чистой энергии было определено в Парижском соглашении — международной договоренности, которая была достигнута при участии более 180 стран, являющихся сторонами Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК ООН). Главная цель этого соглашения состоит в том, чтобы удержать прирост глобальной средней температуры намного ниже 2°C сверх доиндустриальных уровней за счет содействия использованию источников энергии с низким содержанием углерода в целях уменьшения выбросов парниковых газов.

С учетом того, что примерно две трети всей мировой электроэнергии вырабатывается на основе сжигания органического топлива, по расчетам Международного энергетического агентства (МЭА), для достижения к 2050 году поставленных целей в области борьбы с изменением климата потребуется перевести на низкоуглеродные источники не менее 80% всех генерирующих мощностей.

Что представляют собой парниковые газы, глобальное потепление и изменение климата?

Парниковые газы — это присутствующие в земной атмосфере газы, способные улавливать и отдавать тепло. К их числу относится углекислый газ, метан, водяной пар, закись азота и озон. Из-за того, что они поглощают тепло и изучают его обратно в сторону Земли, средняя температура на планете возрастает.

Хотя происхождение некоторых парниковых газов связано с естественными источниками, по большей части они накапливаются в результате деятельности людей. Выбросы парниковых газов начали расти со времен промышленной революции в конце 19 века вследствие расширения масштабов человеческой деятельности, преимущественно в результате сжигания органического топлива, например при использовании автомобилей, заправляемых горючим, или сжигании угля для получения тепла. В процессе горения органического топлива высвобождается углекислый газ.

Уже более 100 лет накопление парниковых газов происходит гораздо быстрее, чем их рассеяние, что, согласно большинству признанных научных теорий, ускорят рост глобальной средней температуры. Это явление называется глобальным потеплением.

Глобальное потепление влечет за собой изменения в окружающей среде, например более экстремальные погодные условия, нерегулярное выпадение дождевых осадков, возникновение засухи и нарушение цикла смены времен года. Эти изменения и составляют суть понятия «изменение климата». С учетом наблюдаемых сегодня быстрых темпов глобального потепления предполагается, что изменение климата и его последствия приобретут еще более экстремальный характер и осложнят жизнь на нашей планете.

Как в концепцию перехода к экологически чистой энергии вписывается ядерная энергетика?

Ядерная энергетика сегодня является вторым по своим масштабам, после гидроэнергетики, направлением, обеспечивающим получение низкоуглеродной энергии, которая используется для выработки электричества. В процессе эксплуатации АЭС выбросы парниковых газов практически отсутствуют. По данным МЭА, благодаря ядерной энергетике за последние 50 лет удалось избежать выбросов углекислого газа в объеме более чем 60 гигатонн, что соответствует объему общемировых выбросов в энергетическом секторе примерно за двухлетний период.

Ядерная энергетика обеспечивает порядка 10% всей вырабатываемой в мире электроэнергии, при этом на нее приходилось около трети всей низкоуглеродной электрогенерации в мире. В настоящее время в 30 странах мира находится в эксплуатации 440 ядерных энергоблоков. В 19 странах ведется строительство еще 54 энергоблоков, в том числе в 4 странах такие энергоблоки сооружаются впервые.

Учитывая, что АЭС способны работать на полную мощность практически без перерывов, они могут обеспечить постоянное и надежное снабжение энергией. В этом заключается их отличие от возобновляемых источников энергии с переменным характером генерации, например солнечных и ветряных электростанций, в случае которых требуются резервные источники энергии, подключаемые на время перерывов в выдаче мощности, например, когда заходит солнце или прекращает дуть ветер.

Кроме того, АЭС могут работать достаточно гибко с учетом колебаний в потреблении энергии и обеспечивать стабильность энергосистем, особенно в том случае, если значительная доля мощностей в их структуре представлена возобновляемыми источниками с переменным характером генерации. Некоторые АЭС в настоящее время проектируются также в целях обеспечения услуг, не связанных с генерацией электроэнергии, например для производства водорода. Эти услуги могут способствовать снижению углеродного следа в других секторах помимо производства электроэнергии.

Дальнейший прогресс в развитии ядерно-энергических технологий приводит к появлению инновационных, усовершенствованных и относящихся к следующему поколению проектов реакторов, которые позволяют сделать ядерную энергетику более эффективным, доступным и привлекательным вариантом достижения целей по декарбонизации. Наступает новая эра ядерных установок, имеющих более компактную, гибкую и, в ряде случаев, допускающую возможность транспортировки конструкцию, и это, как ожидается, также будет способствовать тому, что ядерные энергетические технологии и варианты их неэлектрического применения станут более доступными и экономически эффективными, особенно в случае применения в удаленных и труднодоступных районах земного шара (подробнее здесь).

Как устроена атомная электростанция?

В основе выработки электроэнергии в ядерной энергетике лежит контролируемое высвобождение ядерной энергии, под которой понимаются ядерные силы, удерживающие вместе центральные части атомов. Эти центральные части называются атомными ядрами. Ядерная энергия высвобождается в конечном счете в форме тепла, в результате реакции ядерного деления, которая представляет собой процесс расщепления ядер определенных материалов. Наиболее часто используемым для этого материалом является уран — слабо радиоактивный тяжелый металл, который естественным образом присутствует в земной коре.

Как правило, уран помещается внутрь тепловыделяющих элементов в форме стержней, обычно после того, как он был подвергнут обогащению для повышения его способности к делению. Эти стержни загружаются в ядерный реактор.

В случае реактора с водой под давлением, который является самым распространенным типом эксплуатируемых сейчас во всем мире ядерных энергетических реакторов, топливные стержни располагаются внутри заполненного водой корпуса реактора. Там топливные стержни бомбардируются частицами ядра, называемыми нейтронами, поток которых изначально генерируется специальным устройством (источником нейтронов) внутри реактора. Эти нейтроны вызывают деление ядер урана, находящегося в топливных стержнях, которое сопровождается выделением энергии и испусканием новых нейтронов. Воздействие этих новых нейтронов приводит к расщеплению других ядер урана, затем процесс повторяется, что порождает цепную реакцию деления ядер.

В реакторах с водой под давлением выделяющаяся в процессе ядерного деления энергия нагревает топливные стержни и окружающую их воду. Вода находится под давлением для предотвращения ее кипения, а ее тепло за счет циркуляции воды с помощью насосов отводится в расположенную рядом емкость для получения водяного пара. Получаемый в результате кипения воды пар, в свою очередь, приводит в движение гигантскую турбину, которая вращается с очень большой скоростью. Турбина соединена с генератором, который также приводится во вращательное движение и вырабатывает электрический ток. Электрический ток поступает в энергосистему, которая представляет собой объединенную сеть для доставки электроэнергии от производителей к потребителям.

Деление ядер в реакторе продолжается до тех пор, пока в набор топливных стержней не будут введены регулирующие стержни, которые изготавливаются из материала, способного поглощать нейтроны без возникновения дальнейших процессов деления, например кадмия. В этом случае цепная реакция деления ядер прекращается.

Виды источников энергии и их влияние на окружающую среду

Энергия – это то, без чего невозможно существование не только человека, но и всего живого на земле. Поэтому вопросы, связанные с использованием различных источников энергии и их воздействия на окружающую среду будут стоять перед человечеством всегда. И если вопрос возобновляемости таких источников рано или поздно будет решен, то проблемы влияния на экологию планеты создаваемых людьми энергетических систем, будь то гидроэлектростанции, атомная энергетика или солнечные батареи вряд ли когда-нибудь потеряют свою актуальность.

Основные виды энергии, необходимой для жизни на планете и деятельности человека

Существуют разные классификации видов энергии. Одна из них — по форме, в которой она поступает на службу человеку. При этом количество энергии – величина постоянная. Происходит лишь перетекание её из одной формы в другую при помощи разного типа энергоносителей в ходе различных химических и физических процессов. Основными видами энергии на земле являются:

• химическая;
• лучистая (энергия света);
• тепловая;
• гравитационная;
• кинетическая;
• электрическая;
• ядерная.

Каждый из известных источников энергии даёт возможность получать как один, так и несколько её видов одновременно. Например, солнце – источник тепла, света и целого спектра других видов излучения. При этом солнечная батарея производит электрическую энергию, которая затем снова трансформируется в свет и тепло. Все виды энергии тесно связаны между собой.

Типы энергии ещё принято делить на:

• потенциальную (например, любое тело на земле, даже находясь в покое, обладает потенциальной энергией, источником которой является земная гравитация);
• кинетическую (то есть, связанную с любым видом движения).

Энергия также может являться:

• первичной (непосредственно исходящей от источника, например, солнечный свет, тепло);
• вторичной (возникающей в процессе преобразования первичной энергии, например, электрическая).

Следует заметить, что преобразование одного вида энергии в другой не является изобретением человека. Такие процессы присутствовали в природе всегда, они лежат в основе существования всего живого и самой планеты. Человек лишь сумел изучить законы, по которым они развиваются, и попытался поставить их себе на службу.

Так, например, химическая энергия, возникающая в процессе потребления людьми растительной или животной пищи, в процессе обмена веществ преобразуется в тепловую, поддерживающую температуру его организма, и кинетическую, дающую возможность работать его органам, а телу двигаться, снова отдавая энергию природе в виде тепла и химических процессов.

Такое перетекание энергии происходит постоянно, и до определённой поры человек не имел возможности вмешаться в этот процесс. Всё изменилось, когда он научился сознательно использовать её источники. Например, использование энергии пара стало величайшим открытием человечества перед изобретением электричества и совершило техническую революцию в XIX веке. Тепловая энергия горящего дерева, угля или нефтепродуктов, нагревая котёл с водой, преобразовывалась в кинетическую энергию пара, приводящего в движение промышленные станки, двигатели паровозов и пароходов. Началась эра активного воздействия человека на окружающую среду, но к чему это может привести, стало понятно далеко не сразу.

Основные виды источников энергии

Таких видов существует несколько и, возможно, в ходе технического прогресса к ним добавятся новые. Их классификации могут иметь в своей основе разные принципы. Наиболее глобальным из таких принципов является конечность источника либо способность его к возобновлению. На этой основе все они делятся на две большие группы:

• возобновляемые;
• невозобновляемые.

К возобновляемым источникам принято относить:

• Солнце;
• воздух (ветер);
• воду;
• гравитацию;
• геотермальные источники (вулканы, гейзеры и другие, основанные на термических процессах внутри Земли);
• биосфера планеты (как источник биологической массы растений).

Строго говоря, практически все перечисленные источники правильнее было бы назвать условно-возобновляемыми, так как не существует ничего вечного. Ядерные процессы, идущие на Солнце и в недрах Земли, которые сегодня являются мощнейшим источником энергии, безусловно конечны. Движение воды и воздуха возможно лишь при наличии таковых. О возобновляемости биомассы растений и говорить не приходится. Однако в обозримом будущем при отсутствии глобальных катастроф данные источники действительно представляются неистощимыми. По крайней мере, в результате деятельности человека.

С невозобновляемыми источниками дело обстоит совсем иначе. Их истощение в процессе эксплуатации людьми происходит на наших глазах. Основные их виды:

• дерево;
• уголь;
• нефть;
• газ;
• химические элементы, являющиеся источником радиоактивного излучения.

Использование дерева давно перестало быть актуальным ввиду катастрофического оскудения его запасов. Уничтожение лесов, наверное, самый первый значимый ущерб, который был нанесён природе энергетической деятельностью человека. Ещё в XX веке стало понятно, что истощение запасов нефти, газа и угля – перспектива не только реальная, но и достаточно близкая. Некоторые учёные уже пытаются точно рассчитать, когда это произойдёт. В качестве реального источника энергии в обозримом будущем остаются процессы ядерного распада, лежащие в основе атомной энергетики, где источникам в ближайшее время истощение не грозит. К сожалению, современный уровень развития технологий и достижения ядерной физики пока не могут гарантировать полную безопасность подобных процессов.

Именно системный кризис энергетики, а также сложная экологическая обстановка заставляют сегодня человечество всё чаще задумываться о возвращении к возобновляемым природным источникам.

Влияние на окружающую среду

Вторжение человека в природную энергетическую и экологическую системы планеты не может не отражаться на состоянии окружающей среды. Где-то такое воздействие почти незаметно, но где-то оно носит катастрофический характер. Принято считать, что практически все возобновляемые источники энергии являются экологически безопасными. Это не совсем верно. Да, большинство из них действительно не наносят вреда окружающей среде, и в этом их огромное преимущество. Многие учёные считают, что само выживание человечества будет зависеть от того, сумеет ли оно полностью заменить ими виды, наносящие вред экологии.

Солнце, воздух, гравитация и тепловая энергия Земли действительно являются «чистыми» источниками энергии, использование которых абсолютно безопасно для окружающей среды. Однако практически все они в настоящее время имеют слишком низкий КПД для того, чтобы полностью заменить собой экологически «вредные» источники. Большое будущее пророчат солнечным электростанциям после того как люди научатся более эффективно преобразовывать энергию звезды в электрическую на любых широтах и при любой погоде. Надо отметить, что положительные сдвиги в этом направлении наблюдаются уже сейчас. Солнечные панели, бывшие очень дорогими эксклюзивными установками для научных и государственных нужд, уже стали доступны для рядового потребителя, всё чаще выбирающего данный вариант электроснабжения для своего дома.

К сожалению, всё сказанное о возобновляемых источниках не относится к гидроэлектростанциям и установкам, работающим на биологическом топливе. Влияние последних пока недостаточно изучено, однако не вызывает сомнений, что любое вторжение человека в структуру биосферы, нарушающее биобаланс в природе, может иметь самые печальные последствия. С последствиями же использования рек для строительства гидроэлектростанций человечество знакомо достаточно хорошо.

Всплеск популярности данного вида электростанций относится к первой половине XX века. Тогда казалось, что вращающая турбины вода из естественного источника (перекрытой шлюзами и, как правило, сильно изменившей русло реки) является оптимальным вариантом экологически чистого и практически вечного источника энергии. То, что при таком вольном обращении с реками разрушается экосистема целых регионов, лежащих вверх и вниз по течению, люди заметили не сразу. Тревогу забили, когда в результате обезвоживания или, наоборот, заболачивания огромных территорий началась массовая гибель сначала рыбы, затем — животных и птиц, выветривание почв из-за потери лесов, истощение сельскохозяйственных земель из-за недостатка воды в засушливых районах и многое другое. Сегодня к строительству гидросооружений подходят с гораздо большей осторожностью, стараясь грубо не нарушать сложившуюся экосистему рек. Однако полностью избежать неблагоприятных воздействий очень трудно.

Но все остальные опасности блекнут на фоне того, что происходит с окружающей средой в результате эксплуатации тепловых электростанций. Основанные на энергии, получаемой в результате сжигания того или иного вида топлива, они по сей день представляют собой главный источник электроэнергии на планете. Они действительно эффективны и неприхотливы в использовании, могут работать на нефтепродуктах, газе, угле и любых других горючих материалах, что позволяет вырабатывать максимально дешевое электричество. Однако вред, наносимый теплоэлектростанциями окружающей среде, не сопоставим с причиняемым всеми остальными их видами вместе взятыми.

Безусловно, свою долю в загрязнение вносит также применение перечисленных энергоносителей и продуктов их переработки в других областях, прежде всего на транспорте и в промышленности. Сжигание угля, нефти, газа и других видов топлива, независимо от сферы их применения, кроме прямого загрязнения атмосферы, почвы и воды, приводит к колоссальным выбросам углекислого газа, которые, по мнению специалистов, являются главной причиной так называемого парникового эффекта. В более долгосрочной перспективе запускаемые ими процессы ведут к катастрофическим изменениям климата на планете со всеми вытекающими из этого последствиями.

На атомные электростанции многие сегодня возлагают большие надежды. При правильной работе они эффективны, безопасны для людей и окружающей среды, дают относительно недорогую электроэнергию. Если учёным удастся полностью взять под контроль процесс распада атомного ядра и поставить его на службу людям, человечество будет обеспечено чистым, доступным и дешевым источником энергии на много веков вперёд. К сожалению, пока огромным минусом данного вида электростанций являются катастрофические неподвластные человеку последствия, которые может повлечь за собой любая их авария.

Что такое возобновляемая энергия?

Возобновляемая энергия – это энергия, получаемая из природных источников, которые пополняются со скоростью, превышающей скорость ее потребления. Примерами таких постоянно пополняемых источников являются солнечный свет и ветер. Возобновляемые источники могут обеспечить огромное количество энергии и окружают нас повсюду.

В противоположность им ископаемые виды топлива – уголь, нефть и газ – являются невозобновляемыми ресурсами, на формирование которых уходят сотни миллионов лет. При сжигании ископаемых видов топлива для производства энергии происходят выбросы вредных парниковых газов, таких как углекислый газ.

Получение энергии из возобновляемых источников сопряжено с гораздо меньшими выбросам и, чем сжигание ископаемого топлива. Переход от ископаемых видов топлива, на которые в настоящее время приходится львиная доля выбросов, к возобновляемым источникам энергии имеет ключевое значение для преодоления климатического кризиса.

На сегодняшний день возобновляемые источники энергии являются более дешевой альтернативой в большинстве стран и создают в три раза больше рабочих мест, чем ископаемые виды топлива.

Ниже указано несколько распространенных возобновляемых источников энергии:

СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ

Солнечная энергия является самым богатым из всех энергетических ресурсов и может использоваться даже в пасмурную погоду. Скорость, с которой солнечная энергия улавливается Землей, примерно в 10 тыс. раз превышает скорость, с которой человечество потребляет энергию.

Солнечные технологии могут обеспечивать тепло, охлаждение, естественное освещение, электричество и топливо для множества применений. Эти технологии позволяют преобразовывать солнечный свет в электрическую энергию с помощью фотоэлектрических панелей либо зеркал, концентрирующих солнечное излучение.

Хотя не все страны в равной мере обеспечены солнечной энергией, каждая из них может внести существенный вклад в энергетический баланс за счет энергии солнца как таковой.

В последнее десятилетие стоимость производства солнечных панелей резко упала, что сделало их не только доступным, но и зачастую самым дешевым способом получения электроэнергии. Солнечные панели имеют срок службы около 30 лет и выпускаются в разных оттенках в зависимости от типа материала, используемого при их производстве.

ЭНЕРГИЯ ВЕТРА

Ветроэнергетика использует кинетическую энергию движущегося воздуха с помощью больших ветряных турбин, расположенных на суше (наземные ветроэлектростанции) или в морской или пресной воде (морские/прибрежные ветроэлектростанции). Энергия ветра используется на протяжении тысячелетий, однако за последние несколько лет технологии наземной и морской ветроэнергетики эволюционировали в направлении максимального увеличения объема производимой электроэнергии за счет более высоких турбин и большего диаметра вращающейся части.

Хотя средняя скорость ветра сильно варьируется в зависимости от местности, мировой технический потенциал ветроэнергетики превышает мировой объем производства электричества, а большинство регионов мира располагают достаточными возможностями для создания значительного количества ветроэлектростанций.

Сильные ветры бывают во многих регионах мира, но иногда для выработки ветровой энергии больше всего подходят отдаленные районы. Морская ветроэнергетика имеет огромный потенциал.

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ

Геотермальная энергетика использует доступную тепловую энергию недр Земли. Тепло получают из геотермальных резервуаров посредством бурения скважин или иными способами.

Резервуары, которые по своей природе являются достаточно горячими и проницаемыми, называются гидротермальными резервуарами, а достаточно горячие резервуары, улучшенные с помощью гидравлической стимуляции – усовершенствованными геотермальными системами.

Оказавшиеся на поверхности жидкости разной температуры могут быть использованы для выработки электроэнергии. Технология производства электроэнергии из гидротермальных резервуаров является отработанной и надежной и применяется уже более 100 лет.

ГИДРОЭНЕРГИЯ

Гидроэнергетика использует энергию воды, перемещающейся с большей высоты на меньшую. Такая энергия может быть получена с помощью водохранилищ и рек. Гидроэлектростанции на водохранилищах задействуют находящиеся в них запасы воды, в то время как русловые ГЭС используют энергию доступного речного стока.

Гидроэнергетические водохранилища часто служат нескольким целям, обеспечивая питьевую воду и воду для орошения, возможность бороться с наводнениями и засухами, навигационные услуги и энергоснабжение.

В настоящее время гидроэнергетика является крупнейшим источником возобновляемой энергии в электроэнергетическом секторе. Она зависит от в целом стабильных режимов распределения осадков и может подвергаться негативному воздействию вызванных климатом засух или изменений в экосистемах, которые влияют на такие режимы.

Инфраструктура, необходимая для получения гидроэнергии, также может оказывать неблагоприятное воздействие на экосистемы. По этой причине многие считают малые гидроэлектростанции более экологичным вариантом, особенно подходящим для населения отдаленных районов.

ЭНЕРГИЯ ОКЕАНА

Для получения энергии океана применяются технологии, основанные на использовании кинетической и тепловой энергии морской воды – например, волн или течений – в целях производства электричества или тепла.

Океанические энергетические системы до сих пор находятся на ранней стадии разработки; в настоящее время тестируется ряд прототипов устройств, использующих волны и приливные течения. Теоретически энергия океана может легко превысить нынешние потребности человека в энергии.

БИОЭНЕРГИЯ

Биоэнергию получают из разных органических материалов, называемых биомассой, таких как древесина, древесный уголь, навоз и другие органические удобрения, применяемые для производства тепла и электроэнергии, и сельскохозяйственные культуры, применяемые для производства жидких видов биотоплива. Бóльшая часть биомассы используется в сельской местности для целей приготовления пищи, освещения и отопления помещений, а ее основными потребителями, как правило, являются более бедные слои населения развивающихся стран.

Современные системы биомассы включают специальные сельскохозяйственные культуры или деревья, остатки, образующиеся в процессе ведения сельского и лесного хозяйства, и различные потоки органических отходов.

При получении энергии посредством сжигания биомассы образуются выбросы парниковых газов, но в меньших объемах, чем при сжигании ископаемых видов топлива, таких как уголь, нефть или газ. Однако биоэнергию следует использовать только в ограниченных целях, учитывая потенциальное негативное воздействие на окружающую среду, связанное с масштабным увеличением лесных и биоэнергетических плантаций и, как следствие, с вырубкой лесов и изменениями в землепользовании.

Более подробная информация о возобновляемых источниках энергии представлена на следующих веб-сайтах:

Международное агентство по возобновляемой энергии | Возобновляемые источники энергии

Международное энергетическое агентство | Возобновляемые источники энергии

Межправительственная группа экспертов по изменению климата | Возобновляемые источники энергии

Устойчивая энергетика для всех | Возобновляемая энергия

Дополнительно

Возобновляемая энергия – обеспечение более безопасного будущего

Что такое возобновляемая энергия и почему она важна? Узнайте больше о том, почему переход на возобновляемые источники энергии — наша единственная надежда на более благополучный и безопасный мир.

Пять способов ускорить переход на возобновляемые источники энергии на данном этапе

Генеральный секретарь описывает пять важнейших действий, которым мир должен уделить первоочередное внимание, чтобы преобразовать наши энергетические системы и ускорить переход на возобновляемые источники энергии.

Вопросы климата

Узнайте больше о том, как последствия климатических изменений ощущаются в разных секторах и экосистемах, и почему мы должны беречь, а не эксплуатировать природные ресурсы в целях содействия борьбе с изменением климата.