?

Log in

No account? Create an account
Космос, Земля, человек
Собирая лучшее
Перспективы развития возобновляемой энергетики 
15th-Dec-2016 03:57 pm
энергетика, наука
Доля возобновляемой энергии среди всей энергии, получаемой человечеством для своих нужд, растет. И хотя она пока не может заменить энергию, получаемую от реакций ядерного распада и сжигания ископаемых топлив, получение возобновляемой энергии важно и перспективно для человечества, потому как уменьшает парниковое нагревание и радиационное загрязнение планеты.



Недавно стало известно, что фонд Рокфеллеров выводит активы из нефтяных и угольных компаний, а некоторые ученые заговорили про использование воды вместо бензина. Эти ребята в свое время разбогатели на нефти, и не стали бы от нее отказываться без веских причин! Некоторые европейские и американские компания также активно экспериментируют с реакциями ядерного синтеза, который при правильном подходе безопаснее и чище реакций ядерного распада.



Возобновляемая энергия - это энергия ветра, солнца, воды и ядерного синтеза. Первые три позиции традиционны для этого списка, четвертая обсуждаема, но ее источником служит водород, которого достаточно много на Земле, чтобы считаться с его количеством как с легко истощаемым ресурсом.



Энергосбережение - тоже важный момент борьбы с парниковым эффектом, но по сравнению с возможным отказым от сжигания углеводородов, это сущая мелочь. Хотя люди уже начали понимать, что подход к выбросам парниковых газов в атмосферу нужно срочно менять. И тут важна каждая возможность: меньше потреблять, использовать другие топлива, даже разводить меньше коров, которые отвечают за четверть всех парниковых эффектов. (Или научиться утилизировать навоз так, чтобы метан не попадал в атмосферу). Каждый шаг на пути к этим изменениям приходится оценивать экономически. Например, приходится подсчитывать и прогнозировать, сколько будет стоить построить и обслуживать АЭС, ГЭС, ветряки и солнечные поля, сколько будет стоить ликвидировать последствия аварий на реакторах, залива земель под ГЭС, сколько будет стоить утилизировать отработанное ядерное топливо, бороться с последствиями участившихся из-за парникового эффекта ураганов, тайфунов, даже переселять людей с побережья, когда ледники окончательно растят, а города уйдут под воду - все это определяющие факторы в развитии энергетики. Важным моментом в усовершенствовании энергетических технологий будет отказ от проводной передачи электроэнергии хотя бы на небольшие расстояния, хотя бы в пределах предприятия или домохозяйства, а также усовершенствование аккумуляторных батарей и способов их зарядки:

Конец эпохи проводов
И один в поле воин
Как это могло бы быть...
Беспроводная зарядка iPhone - это реально!
Новый вид ламп на 5 лет
Энергосберегающая лампа
«Умная» электролампа Misfit Bolt и другие новинки выставки CES 2015
В Израиле создали супербыстрозаряжаемую батарею
Чайник для чайников

Люди используют энергию в трех основных направлениях: для транспорта, промышленности и домохозяйств. Транспорт постепенно становится гибридным или электрическим. Если потребность в батарейных емкостях возрастет хотя бы для автомобильного транспорта, то такие страны, как Боливия, Чили и Китай станут новыми Арабскими Эмиратами, потому что тогда человечеству больше нужен будет литий, чем нефть.

Оценочные мировые запасы лития в тоннах, 2014 год

Страна Информационный источник №1 Информационный источник №2 Информационный источник №3 Информационный источник №4
Аргентина нет данных 2 000 000 2 710 000 6 000 000
Австралия 220 000 260 000 262 800 1 603 000
Австрия нет данных нет данных 100 000 113 000
Боливия 5 400 000 5 400 000 5 500 000
Бразилия 910 000 910 000 85 000 85 000
Финляндия нет данных нет данных 14 000 13 000
Испания нет данных нет данных нет данных 72 000
Ирландия нет данных нет данных нет данных 13 000
Канада 360 000 360 000 255 600 1 073 000
Конго нет данных нет данных нет данных 1 145 000
Чили 3 000 000 3 000 000 6 900 000 7 520 000
Китай 1 100 000 1 100 000 3 350 000 6 173 000
Португалия нет данных нет данных нет данных 10 000
Россия нет данных нет данных 1 000 000 2 480 000
Сербия нет данных нет данных нет данных 957 000
США 410 000 410 000 5 936 000 6 620 000
Заир нет данных нет данных 2 300 000 нет данных
Зимбабве 27 000 27 000 56 700 57 000
Вместе 11400000 13500000 28500000 39300000

К сожалению, какие информационные источники использовал автор таблицы (ссыдка в названии), сказать не могу. Предполагаю, что это US Geological Survey, в том числе. Вот тут minerals.usgs.gov (с. 2) есть данные на 2016 год. Кремний, необходимый для фотовольтаических солнечных батарей, на Земле тоже в избытке. Так что возможно подобная конструкция скоро будет на каждой крыше жилого дома планеты.

Летом прошлого года я перечисляла страны, которые вырабатывают больше всего солнечной энергии. На конец этого года можно подвести итоги еще раз. Но давайте сначала обсудим глобальные энергозатраты и энергопроизводство. Мировое потребление энергии продолжает расти.



Пока это обеспечено в основном сжиганием ископаемых топлив.



Потребление энергии по странам различается. Так, США потребляют 25% мировой энергии, имея 15-20% мирового ВВП и 4,59% населения мира. На втором месте по энергопотреблению на душу населения был и остается ЕС. С началом экономического кризиса потребление в ЕС немного сократилось, а в развиващихся странах выросло. Вот данные за 2003 год:



Международное энергетическое агентство (IEA) подсчитало, что у 500 млн человек на Земле до сих пор нет доступа к электричеству. Поэтому количество электростанция на Земле будет расти. Возобновляемая энергия составляет всего 23% от всей потребляемой энергии. Знакоое явление для жителей планеты - парижское соглашение по климату, подписанное в этом году. Вот доклад IEA на эту тему:



Парижское соглашение было подписано в первую очередь ради снижения выбросов углерода в атмосферу. Если условия будут выполняться, вот какое снижение выбросов мы должны получить, чтобы снизить среднюю температуру на планете на 2°C к 2040-му году:



Вот тут есть каталог публикацией IEA за последние несколько лет.

По возобновляемой энергии в этом году серьезно продвинулись такие страны, как США, Великобритания, страны ЕС, ОАЭ, Чили



США

В США солнечная и ветряная энергия уже обходятся дешевле энергии от ископаемых источников. В 2014 году издание The New York Times проанализировало данные различных энергетических компаний и пришло к выводу, что чистая энергетика стоит не дороже традиционной. Этому во многом способствуют правительственные льготы. В то же время рост инвестиций в «зеленые» источники растет, цены падают, а конкуренция нарастает.



Согласно данным исследовательского института National Renewable Energy Laboratory (NREL), около 25% потребности в электроэнергии США может быть обеспечено с помощью солнечных панелей на крышах домов, пишет Electrek. В совокупности такие крыши в состоянии производить до 1118 ГВт электричества. В 2008 году эти цифры были равны 664 ГВт - 800 кВт⋅ч.

Цена на солнечные панели продолжает снижаться: только с середины 2016 года она снизилась на 33,8%, или на $0,01 за ватт постоянного тока. А стоимость привлечения клиента за тоже время возросла на 10%. Это может разорить многих производителей, считают аналитики GTM Research. Такая тенденция в ценах отмечается уже более 10 лет. Производителям приходится сокращать затраты на установку своего оборудования, помогать сопровождающим программерским фирмам снижать цены на ПО.

Но тема солнечной энергетики, несмотря ни на что, остается популярной — Илон Маск и его SolarCity имеют неизменный успех в сети, а в октябре этого года компания представила солнечные панели, которые выполнены в виде черепицы. Уже сейчас стоимость крыши из солнечных панелей Tesla равна или ниже стоимости обычной кровли, например, из черепицы. Это объясняется неэффективной системой поставок тяжелых кровельных материалов и их хрупкостью.

Т.о. крыши, которые сейчас чаще всего выглядят так:



скоро будут выглядеть иначе: по внешнему виду даже не будет заметно, что они выполняют роль солнечных батарей. Но только ли фотовольтаические батареи на крышах доступны в домохозяйствах? Нет, иногда ставят и небольшие ветроустановки. Но все же бесшумные солнечные батареи более популярны. А вот в промышленных масштабах часто фотовольтаические батареи часто ставят рядом с большими ветряками. Почитайте: Экскурсия на ветроэлектростанцию в Калифорнии

Чтобы компании могли получить положительный экономический эффект, ученые продолжают думать над удешевлением технологии создания панелей. Ученые Технологического института Джорджии и их коллеги из трех других учреждений разработали новую технологию легирования, позволяющую сократить стоимость производства полимерных солнечных элементов и органической электроники. Метод заключается в нанесении легирования с акцепторной примесью на пленку полупроводника. Этот процесс проводится при кратковременном погружении пленки в раствор при комнатной температуре, и заменяет более сложную технологию, требовавшую обработки в вакууме. Эта технология может отразиться на многих других областях, таких как органическая печатная электроника, сенсоры, фотодетекторы и светодиоды.

Молекулы легирующей примеси проникают в поверхность пленки на глубину всего 10-20 нм, при этом прошедшие легирование области демонстрируют повышенную электрическую проводимость и высокую работу выхода, сокращают растворимость и увеличивают стабильность фотоокисления на воздухе.

Упрощая процесс создания органических солнечных элементов, новая технология позволяет наладить производство в странах Африки и Латинской Америки, в которых практически отсутствует капиталоемкая индустрия, пишет Phys.org.

Еще один успех в этой области: ученые Израильского технологического института Технион разработали фотолюминесцентный материал, в два раза улучшающий производительность солнечных батарей.

А вот пример удешевления энергии за счет использования электростанций на возобновляемой энергии: энергоснабжающая компания TXU Energy в Далласе, штат Техас, в какой-то момент произвела столько электроэнергии от ветряных установок, что решила раздавать ее просто так. С 9 вечера до 6 утра пользователи электросети могли бесплатно пользоваться электричеством. На данный момент ветряная энергия составляет лишь 10% от общей выработки энергии в штате, но пример TXU Energy доказал, что у чистой энергетики есть большой потенциал. Бесплатное электричество принесло пользу и самой компании, так как позволило сократить траты на хранение энергии и обслуживание электросети при выработке излишков.

Великобритания

Ветроэнергетика Великобритании взяла еще один рубеж, впервые выработав более 10 000 МВт*ч электричества при помощи наземных и морских турбин. Об этом сообщила торговая ассоциация RenewableUK, которая отметила, что ветряные станции Британии теперь обеспечивают 23% потребностей страны.

Британия занимает лидирующее положение среди мировых держав в переходе на возобновляемые источники энергии, в частности, на энергию ветра. По данным RenewableUK, наземные ветряные станции вырабатывают более 9000 МВт*ч, а морские — почти 6000 МВт*ч. Кроме того, ряд проектов находится в процессе строительства.

Несмотря на то, что власти Великобритании заявляли ранее, что перестанут субсидировать наземные ветряные фермы, энергия ветра продолжает занимать главенствующее положение среди возобновляемых источников в стране и, похоже, что эта тенденция не изменится в ближайшие годы, пишет CleanTechnica. В стране уже работают около 3000 морских ветряных турбин, а также строятся две крупнейшие морские ветряные фермы — Triton Knoll и Hornsea Project Two, мощностью 900 МВт и 1800 МВт соответственно.



ОАЭ и Чили

Борьба за мировой рекорд по самой низкой цене за солнечную энергию продолжается. В мае новую планку установил Дубай — один мВт*ч солнечной энергии был оценен в $29,9. В августе рекорд был побит в Чили, когда на энергетическом аукционе девелоперская компания Solarpack Corp Tecnologica оценила один мВт*ч солнечной энергии в $29,1. На том же аукционе энергия от ископаемых источников стоила в два раза дороже.

Солнечная погода в этом году привела к избытку электроэнергии на солнечных фермах в Чили. В течение 113 дней электроэнергия поставлялась бесплатно. В прошлом году страна пользовалась бесплатным электричеством 192 дня. Государство. активно инвестирует в строительство солнечных электростанций. Власти уже построили 29 ферм и намерены возвести еще 15. Однако в стране действует всего две электросети, не соединенные между собой. Из-за этого во многие деревни не проведено электричество, а некоторым гражданам приходится переплачивать за свет из-за проблем с инфраструктурой.

Планы России

К 2020 году первая морская ветроэнергетическая установка должна появиться и в России. Мощность ветряных турбин в Белом море составит 60 МВт. О строительстве Республика Карелия и китайская энергетическая компания Sinomec уже подписали договор. Стоимость проекта 9 млрд рублей. Установка будет построена неподалеку от карельского города Кеми. Во время строительства будет задействовано 200 сотрудников, и порядка тридцати — во время эксплуатации. До этого финская компания Fortum вложила 65 млн евро (около 5 млрд рублей) в строительство ветроэлектростанции мощностью 35 МВт на территории Ульяновской области.

И в конце шутка :)



Также рекомендую:

1. Перевод оксфордского учебника по возобновляемой энергии.
Каталог первых двух разделов и 2 поста по разделу фотовольтаики - 1, 2
2. Фермер выращивает томаты в пустыне с помощью солнечной энергии
3. Как выглядит запуск ядерного реактора
4. Сферическая солнечная электростанция
5. Самая крупная ветряная электростанция на Земле



.
promo universal_inf may 5, 2014 02:04 20
Buy for 50 tokens
Обзоры и посты космической тематики. Разместите свой анонс.
Comments 
15th-Dec-2016 02:04 pm (UTC)
Круто, спасибо. А что там по ценам. Все так же дорого и дотационно по возобновляемой?
15th-Dec-2016 02:04 pm (UTC)
Нет, уже почти сравнялось по цене:
https://hightech.fm/2016/12/13/cheap_renewable_energy
15th-Dec-2016 02:08 pm (UTC)
Очень хочется набрать солнечных батарей и замостить крышу дома.
Давно уже.
15th-Dec-2016 05:11 pm (UTC)
У меня, точнее у родителей стоят. Полностью покрывают все потребности дома. Но окупятся только еще через 4 года.
15th-Dec-2016 06:03 pm (UTC)
Прогрессирует возобновляемая энергетика...
15th-Dec-2016 10:54 pm (UTC)
Спасибо, очень познавательная статья!
16th-Dec-2016 08:53 am (UTC)
Рада, что было интересно :)
16th-Dec-2016 02:43 am (UTC)
Очень важный вопрос, конечно. Спасибо за статью!
16th-Dec-2016 08:51 am (UTC)
Я рада, что кто-то читает. Потому как многабукав... :)
16th-Dec-2016 05:23 am (UTC)
Доброго утра! Отличного дня! Пятничного настроения!
16th-Dec-2016 08:52 am (UTC)
Спасибо, взаимно :)
18th-Dec-2016 09:20 am (UTC)
Малые ветряки тоже, чеще всего, ставятся вместе с солнечными панелями.
19th-Dec-2016 10:30 pm (UTC)
Конечно.
21st-Dec-2016 04:27 pm (UTC)
а налоги за солнечные батарей платят
16th-Apr-2018 11:14 am (UTC)
Наоборот. Выкупают у населения произведенную ими энергии в общую энергосеть по высокому, "зеленому" тарифу.
26th-Dec-2016 01:40 am (UTC)
Не всё просто с солнечными панелями.
Пока много проблем. Много случаев когда повреждали крышу при установке. Плюс экономии практически мизер выходит.

Про ветряки слышала, что много птиц гибнет.
16th-Apr-2018 11:09 am (UTC)
Но сжигать уголь все равно вреднее для всех.
16th-Apr-2018 02:10 pm (UTC)
К тому же запасы угля не безграничны.
26th-Dec-2016 02:52 am (UTC)
руские смеются над хохлами, что те змерзают без их газа и нефти. а украинцы вынужденно перейдут на новые технологии и окажутся через 20 лет впереди РФ
16th-Apr-2018 11:06 am (UTC)
Скорее всего так и будет.
26th-Jan-2017 03:22 pm (UTC) - Солнечная фотовольтаика. Основные принципы работы кр
Пользователь falyosa сослался на вашу запись в своей записи «Солнечная фотовольтаика. Основные принципы работы кремниевых солнечных ячеек» в контексте: [...] тонкие модули солнечных батарей. А еще рекомендую: Перспективы развития возобновляемой энергетики [...]
24th-Jun-2017 09:57 am (UTC) - Мини-обзор №599. Человек, общество, строительство, дизай
Пользователь oli_da сослался на вашу запись в своей записи «Мини-обзор №599. Человек, общество, строительство, дизайн, природа, экология, энергетика» в контексте: [...] 12. Перспективы развития возобновляемой энергетики [...]
19th-Apr-2018 08:03 am (UTC) - Re: Мини-обзор №599. Человек, общество, строительство, диз
This page was loaded Sep 23rd 2018, 4:35 pm GMT.