Что такое возобновляемые источники энергии

Оглавление

Предприятия-лидеры отрасли

  • АО «Геотерм»;
  • Мутновская ГеоЭС;
  • Верхне-Мутновская ГеоЭС;
  • «Хевел»;
  • АО «Солнечный ветер»;
  • СЭС «Перово»;
  • ООО «Солар Системс»;
  • ПАО «Фортум».

АО «Геотерм»

Компания, входящая в группу «РусГидро», объединяет в своем составе Озерновскую ДЭС с дизель-генераторами и три геотермальных электростанции:

  • Мутновскую;
  • Верхне-Мутновскую;
  • Паужетскую.

Общая мощность – 77,57 мВт.

Все ГеоЭС, входящие в центральный энергетический узел Камчатки, покрывают треть энергопотребления этого региона. Среднегодовая выработка – около 430 млн кВт⋅ч. Местоположение компании – г. Петропавловск-Камчатский.

Паужетская ГЕОЭС

Мутновская ГеоЭС

Самая мощная геотермальная электростанция РФ, которая находится на Камчатском полуострове. Смесь из пара и воды для работы поступает непосредственно из скважин. Затем пар отделяется и подается в турбины, а вода направляется обратно в пласты горных пород.

На станции установлены 2 турбогенератора по 25 мВт каждый. Она входит в центральный энергоузел Камчатки и не связана с единой энергосистемой России. Основное предназначение – электроснабжение Камчатского края. Потенциал месторождения позволяет значительно увеличить мощность ГеоЭС до 300 мВт путем строительства дополнительных очередей. Среднегодовая выработка электроэнергии – 350 млн кВт⋅ч.

Верхне-Мутновская ГеоЭС

Функционирует синхронно с Мутновской ГеоЭС и расположена на Мутновском месторождении, на Камчатке. Работает за счет использования пара, отделяемого от паровоздушной смеси, поступающей из-под земли. На станции установлено 3 турбогенератора по 4 мВт суммарной мощностью 12 мВт. Среднегодовая выработка – 65 млн кВт⋅ч.

«Хевел»

Российская фирма, специализирующаяся на производстве оборудования для солнечных электростанций и их строительстве. Головной офис расположен в Москве.

Структура предприятия содержит:

  • Новочебоксарский завод по выпуску тонкопленочных солнечных модулей;
  • «Авелар Солар Технолоджи» – дочернее предприятие по проектированию и строительству СЭС;
  • Санкт-Петербургский НТЦ тонкоплёночных технологий в энергетике.

Компания уже построила солнечные электростанции в разных регионах России – Бурятии, Башкирии, Алтайском крае, Волгоградской, Оренбургской, Астраханской областях общей мощностью 414 мВт.

Начиная с 2017 г. Новочебоксарский завод выпускает фотоэлектрические модули по собственной технологии, которые находятся среди пяти наиболее эффективных по КПД в мире. В 2018 г. начат успешный экспорт продукции компании в европейские и азиатские государства.

АО «Солнечный ветер»

Находится в г. Оренбурге и владеет солнечной электростанцией в г. Орске. На СЭС установлено 160 110 солнечных модулей суммарной мощностью 40 мВт. Электростанция функционирует с 2015 г., а годовая выработка электроэнергии составляет 36 млн кВт⋅ч.

СЭС «Перово»

Построила электростанцию в Крыму фирма из Австрии Activ Solar. Месторасположение – с. Ключи Перовского сельского совета. Является мощнейшей СЭС на территории РФ. 440 тыс. солнечных модулей составляют общую мощность 105,56 мВт. Максимальная выработка электроэнергии – 132,5 млн кВт⋅ч в год.

ООО «Солар Системс»

Организация со штаб-квартирой в Москве обладает заводом по производству солнечных панелей, а также проектирует и строит электростанции. Самые крупные действующие из них:

  • Самарская СЭС (75 мВт);
  • Волгоградская СЭС (25 мВт);
  • Заводская СЭС в Астраханской области (15 мВт);
  • СЭС «Промстройматериалы» в Астраханской области (15 мВт).

Общая мощность введенных в эксплуатацию компанией солнечных парков до 2020 года будет составлять 365 мВт.

ПАО «Фортум»

Российская фирма с головным офисом в г. Челябинске. Содержит в своей структуре тепловые электростанции Урала и Западной Сибири, работающие на ископаемом топливе

Но важной частью деятельности компании является развитие возобновляемой энергетики. Она построила первую ветряную электростанцию в РФ в Ульяновской области (мощность – 35 мВт), а с 2017 г

эксплуатирует солнечные электростанции:

  • в Оренбургской области – Плешановскую и Грачевскую (по 10 мВт);
  • в Башкирии – Бугульчанскую (15 мВт).

Общая мощность СЭС – 35 мВт.

ООО «Солар Системс» — компания, созданная для развития солнечной энергетики в России. Она строит и будет обслуживать 20 солнечных парков в пяти регионах России.

ПАО «Фортум»

ПАО «Фортум» — российская энергетическая компания, созданная в результате реформы РАО «ЕЭС России». Производственные активы и деятельность сосредоточены на Урале и в Западной Сибири. В структуру «Фортум» входят восемь теплоэлектростанций.

Применение в современной России

Солнечная электростанция на Урале

Ведущую роль в энергосистеме России играют нефть и газ, обеспечивающие 75% потребления страны. Еще 15% дает уголь, только 10% – ВИЭ и атомная энергетика. Высокая степень обеспеченности энергоресурсами делает отрасль маловосприимчивой к изменению текущего баланса. России располагает значительными запасами как возобновляемых, так и невозобновляемых ресурсов.

Из возобновляемых источников две трети – гидроэнергетика. Остальные виды в незначительных масштабах представлены в разных регионах страны:

Вид Регион выработки
Солнечная Краснодарский край, Кавказ
Ветряная Ульяновская область, Камчатка, Чукотка, Краснодарский край, Башкортостан
Геотермальная Сахалин, Курильские острова, Камчатка, Кавказ
Волновая Баренцево море

Зеленый мусор

Срок эффективной работы солнечных панелей составляет 15-20 лет, что означает постоянные циклы модернизации, необходимые просто для поддержания уровня выработки. По прогнозам во всем мире к 2030 году нужно будет переработать 9,8 млн тонн солнечных панелей, а к 2050 году — 138 млн тонн. Несмотря на то, что сейчас есть опытные технологии регенерации 95% мощности отслуживших свое панелей, их модернизация и переработка остаются категорически невыгодными. Гораздо проще хранить их, передавая эту проблему будущим поколениям.

Ситуация с ветроустановками как будто бы проще. В Германии уже 17 лет осуществляется замена устаревших и маломощных ветроустановок на более современные и мощные. В 2020 году на 4 МВт новых мощностей приходился 1 МВт модернизируемых. Сейчас в ходу генераторы мощностью до 5МВт, но на старые мачты ветроустановок генераторы мощностью 10МВт и выше просто не встанут — опоры не рассчитаны под такие нагрузки. Это фактически означает строительство ветростанций заново. А ведь Германия и та же Великобритания наращивают мощности оффшорной энергетики. Её обслуживание и модернизация станет ещё сложней.

Отслужившие свое лопасти ветротурбин — отдельная проблема. Пока единственная отработанная технология — это пиролиз, но она слишком энергозатратна, поэтому ежегодно тысячи тонн пластика просто зарываются в землю.


Кладбище ветротурбин. Фото: ЭлектроВести/facebook.com

Ветер

Ветер – старый, проверенный и надёжный источник возобновляемой энергии. Люди его использовали задолго до введения термина в парусных кораблях и ветряных мельницах.

Сейчас, в силу развития технологий, ветрогенераторы стали достаточно сильной фигурой на рынке и занимают крепкую позицию в своей нише. Конкурентность между производителями заставила их хорошо вложиться в исследования наиболее оптимального ветрогенератора.

Ветроэнергетика

Для оптимальной работы ветряка учитываются такие факторы:

  1. высота над уровнем моря или земли. Как известно зона до двух километров турбулентна, воздушные потоки, располагаемые выше сильно тормозят нижние. Но эффект заметно снижается уже на высоте 100 метров. Плюс, расположения ветряка выше 100 метров позволит увеличить длину лопасти и освободить пространство под устройством для деятельности людей и других коммуникаций
  2. расположение. Оптимальный вариант – побережье или море. Интересный факт! Сейчас появилась офшорная ветроэнергетика. Некие группы людей строят в морях и океанах ветряные электростанции, а на побережья проводят провода подачи тока, тем самым укрываясь от налогов
  3. скорость ветра. Характеристика высчитывается по среднему показателю по региону. Ветряк начинает работать при скорости ветра 3 м/с, а при скорости свыше 25 м/с идет аварийное его отключение, дабы не повредить устройство. Оптимальная скорость  – 15 м/с
  4. количество лопастей. В процессе исследований было определено, что три лопасти – самый эффективный вариант.
  5. Ось вращения

Watch this video on YouTube

Геотермальная энергия

Земное ядро имеет температуру более 6000° С, и оно отдает тепло в земную кору. В местах вулканической активности можно найти геотермальные источники с температурой воды более 100° С (она не вскипает из-за высокого давления). Ее можно использовать как источник электроэнергии.

Существенным недостатком геотермальной энергии является ее привязанность к местам вулканической активности. В результате только в некоторых странах (Исландия, Филиппины, Сальвадор, Коста-Рика) она вносит существенный вклад в выработку электроэнергии.

Существует и более универсальная петротермальная энергетика, которую можно использовать в любой точке Земли. Она предполагает бурение двух скважин на глубины в несколько километров. В одну из них подается вода, а через другую выходит пар. Вода нагревается за счет высоких температур на глубине (125 °С на 5 км). Однако пока что этот метод экономически нерентабелен.

Меры поддержки возобновляемых источников энергии

На данный момент существует достаточно большое количество мер поддержки ВИЭ. Некоторые из них уже зарекомендовали себя как эффективные и понятные участникам рынка. Среди таких мер стоит более подробно рассмотреть:

  • Зелёные сертификаты;
  • Возмещение стоимости технологического присоединения;
  • Тарифы на подключение;
  • Система чистого измерения;

Зелёные сертификаты

Под зелёными сертификатами понимаются сертификаты, подтверждающие генерацию определённого объёма электроэнергии на основе ВИЭ. Данные сертификаты получают только квалифицированные соответствующим органом производители. Как правило, зелёный сертификат подтверждает генерацию 1Мвт•ч, хотя данная величина может быть и другой. Зелёный сертификат может быть продан либо вместе с произведённой электроэнергией, либо отдельно, обеспечивая дополнительную поддержку производителя электроэнергии. Для отслеживания выпуска и принадлежности «зелёных сертификатов» используются специальные программно-технические средства (WREGIS, M-RETS, NEPOOL GIS). В соответствии с некоторыми программами сертификаты можно накапливать (для последующего использования в будущем), либо занимать (для исполнения обязательств в текущем году). Движущей силой механизма обращения зелёных сертификатов является необходимость выполнения компаниями обязательств, взятых на себя самостоятельно или наложенных правительством. В зарубежной литературе «зелёные сертификаты» известны также как: Renewable Energy Certificates (RECs), Green tags, Renewable Energy Credits.

Возмещение стоимости технологического присоединения

Для повышения инвестиционной привлекательности проектов на основе ВИЭ государственными органами может предусматриваться механизм частичной или полной компенсации стоимости технологического присоединения генераторов на основе возобновляемых источников к сети. На сегодняшний день только в Китае сетевые организации полностью принимают на себя все затраты на технологическое присоединение.

Фиксированные тарифы на энергию ВИЭ

Накопленный в мире опыт позволяет говорить о фиксированных тарифах как о самых успешных мерах по стимулированию развития возобновляемых источников энергии. В основе данных мер поддержки ВИЭ лежат три основных фактора:

  • гарантия подключения к сети;
  • долгосрочный контракт на покупку всей произведённой ВИЭ электроэнергии;
  • гарантия покупки произведённой электроэнергии по фиксированной цене.

Фиксированные тарифы на энергию ВИЭ могут отличаться не только для разных источников возобновляемой энергии, но и в зависимости от установленной мощности ВИЭ. Одним из вариантов системы поддержки на основе фиксированных тарифов является использование фиксированной надбавки к рыночной цене энергии ВИЭ. Как правило, надбавка к цене произведённой электроэнергии или фиксированный тариф выплачиваются в течение достаточно продолжительного периода (10-20 лет), тем самым гарантируя возврат вложенных в проект инвестиций и получение прибыли.

Система чистого измерения

Данная мера поддержки предусматривает возможность измерения отданного в сеть электричества и дальнейшее использование этой величины во взаиморасчётах с электроснабжающей организацией. В соответствии с «системой чистого измерения» владелец ВИЭ получает розничный кредит на величину, равную или большую выработанной электроэнергии. В соответствии с законодательством, во многих странах электроснабжающие организации обязаны предоставлять потребителям возможность осуществления чистого измерения.

Энергия из морских волн

В апреле 2021 года британская компания Mocean Energy представила Blue X — прототип установки, которая будет преобразовывать кинетическую энергию морских волн в электричество.

Установка Blue X

(Фото: Mocean Energy)

Принцип работы такой: установку помещают на поверхность воды, она качается на волнах и приводит в движение шарнир посередине. Тот в свою очередь запускает генератор, который вырабатывает электроэнергию и по кабелям перенаправляет ее на сушу.

Как это применять: по оценкам Mocean Energy, если использовать хотя бы 1% всей доступной энергии волн в мире, можно обеспечить электричеством 50 млн зданий. Для сравнения: в России насчитывается около 14 млн жилых домов.

Выравнивание суточного потребления

В энергетике существует проблема неравномерного потребления электроэнергии в течение суток. Дисбаланс достигает 30%. Энергетики пытаются стимулировать перенос части потребления на ночное время, вводя ночные льготные тарифы.

Использование СП, которое частично берёт на себя выработку электроэнергии в дневное время, будет способствовать выравниванию спроса в дневное и ночное время. Для почти полного выравнивания нужно чтобы суммарные мощности составили около 30% от всей вырабатываемой электроэнергии.

Дальнейшее увеличение доли «персональных» СП ещё на 30%( до 60%), инвертирует кривую суточного потребления из сетей. Энергетики умеют с этим «жить» и ничего страшного не произойдёт.

Понятие о гидроэнергии, история развития гидроэнергетики

Под гидроэнергией подразумевают энергию, которую несет течение реки. Чаще всего используют силу падающего потока, в регионах, где это возможно, применяют естественную силу приливов и отливов.

Широко используется гидроэнергетический потенциал плотин. Это искусственное сооружение, позволяющее воде скапливаться в искусственно созданном водоеме, создавая перепад высот и напор воды.

В средние XX века гидроэнергией реки пользовались на мельницах для приведения в действие жерновов и в кузницах, для раздувания мехов. Раньше строили простейшие запруды и использовали водяное колесо. Затем изобрели гидравлические турбины, они превращают кинетическую энергию потока в механическую.

Сейчас гидроэнергия преобразуется при помощи турбин в электричество.

Наиболее перспективными из перечисленных выше технологий являются:

  • Усовершенствованные неорганические тонкопленочные ФЭМ — Сферические ФЭМ на основе селенида меди-индия (CIS) и тонкопленочные поликристаллические кремниевые ФЭМ;
  • Органические ФЭМ (в том числе фотосенсибилизированные красителем ФЭМ на основе органических полимеров);
  • Термо-фотоэлектрические (TPV) ячейки с узкой запрещенной зоной (low gap-band).

Основные исследования в области развития фотоэлектрических технологий направлены на снижение себестоимости фотоэлектрических модулей за счет:

  • Повышения КПД фотоэлектрических модулей I-го и II-го поколения:
  • Снижения потребления материалов – использования пленочных ФЭМ;
  • Повышения энергоемкости – уменьшения поверхности ФЭМ;
  • Использования органических материалов взамен дефицитного сырья (такого как серебро, индий, теллур, свинец и кадмий);
  • Снижения стоимости и сроков окупаемости ФЭМ (Рисунок 1);
  • Использования более тонких и эффективных фотоэлектрических пластин;
  • Использования поликремневых заменителей (например, металлургического кремния).

От угля и атома к ветру и солнцу

Зелёному повороту в Британии предшествовали весьма драматические события. В 1980-х годах в стране были разгромлены профсоюзы шахтеров. Уголь стал дорог, модернизация старых ТЭС 60-70-х годов постройки обошлась бы в целое состояние, что для правительства Тэтчер было неприемлемо. Приватизация и резкое повышение экологических стандартов довершили дело. В современной Британии доля угля в генерации колеблется в районе 1%.

В ФРГ поступили более щадящим образом — постепенно повышали наценку за выбросы углерода в атмосферу. В результате в 2020 году цена «углеродного сертификата» повысилось до 28,4 евро/тонн, что резко обвалило доходность ТЭС. Их выработка по сравнению с 2018 годом упала на 22,3% (до 102,2 ТВтч) для станций на буром угле и на 34,8% (до 48,7 ТВтч) для антрацита.

После аварии на японской АЭС Фукусима на фоне беспрецедентных антиядерных настроений в Германии было решено полностью отказаться от использования АЭС к 2036 году. Их сохранили исключительно для стабилизации баланса мощностей в энергосистеме, которые не возможно быстро заместить из других источников.

В Британии, где антиядерные настроения всегда были достаточно скромными, приватизация атомной отрасли и замораживание строительства новых АЭС уменьшило её долю в электрогенерации с 26% в 1997 до 19% в 2020. Оказалось, что на их модернизацию и строительство новых у частных инвесторов денег нет.Вместо этого, правительства Германии и Великобритании стали массово строить ветрогенераторы, солнечные панели и переходить к производству электроэнергии из биотоплива. Этому способствовали как ужесточение экологической политики и общие установки на снижение выбросов СО2 в атмосферу, так и необходимость снизить зависимость экономики страны от импорта ископаемого топлива и подписанные на международной арене соглашения, например Парижское соглашение о климате. За последние 5 лет установленная мощность ветрогенераторов достигла в Великобритании 22 ГВт, а в Германии — 55 ГВт. Ещё более быстрыми темпами устанавливались солнечные панели, в Британии их мощность за 10 лет увеличилась с 750 МВт до 20 ГВт, а в Германии — 50 Гвт.

Типы зеленой энергии.

Основными источниками являются энергия ветра, солнечная энергия и гидроэлектроэнергия (включая энергию приливов и отливов, в которой используется энергия океана, получаемая из морских приливов). Солнечная и ветровая энергия может производиться в небольших масштабах в домах людей или, альтернативно, они могут вырабатываться в более крупных промышленных масштабах.

1. Солнечная энергия.

Этот распространенный возобновляемый источник зеленой энергии обычно производится с использованием фотоэлементов, которые улавливают солнечный свет и превращают его в электричество. Солнечная энергия также используется для обогрева зданий и горячего водоснабжения, а также для приготовления пищи и освещения. Солнечная энергия теперь стала достаточно доступной для использования в домашних целях, включая освещение сада, хотя она также используется в более крупных масштабах для питания целых кварталов.

2. Ветроэнергетика.

Ветровая энергия, особенно подходящая для морских и высокогорных объектов, использует энергию воздушного потока по всему миру, чтобы раскручивать турбины, которые затем вырабатывают электроэнергию.

3. Гидроэнергетика.

Этот вид зеленой энергии, также известный как гидроэлектростанция, использует потоки воды в реках, ручьях, плотинах или других местах для производства энергии. Гидроэнергетика может работать даже в небольших масштабах, используя поток воды по трубам в доме, или может поступать от испарения, дождя или приливов в океанах.

4. Геотермальная энергия.

Этот вид зеленой энергии использует тепловую энергию, которая хранится прямо под земной корой. Хотя для доступа к этому ресурсу требуется бурение, что ставит под сомнение воздействие на окружающую среду. Геотермальная энергия использовалась для купания в горячих источниках в течение тысяч лет, и этот же ресурс можно использовать для пара, который вращает турбины и генерирует электричество.

Хотя в некоторых странах, например в Исландии, геотермальные ресурсы легкодоступны, для простоты использования этот ресурс зависит от местоположения, и для того, чтобы быть полностью «экологичным», необходимо тщательно контролировать процедуры бурения.

5. Биомасса.

Этим возобновляемым ресурсом также необходимо тщательно управлять, чтобы его действительно назвали источником «зеленой энергии». Электростанции, работающие на биомассе, используют древесные отходы, опилки и горючие органические сельскохозяйственные отходы для производства энергии. Хотя при сжигании этих материалов выделяются парниковые газы, эти выбросы все еще намного ниже, чем выбросы от топлива на основе нефти.

6. Биотопливо.

Вместо сжигания биомассы, как упоминалось выше, эти органические материалы можно преобразовать в топливо, такое как этанол и биодизель. В 2010 году на биотопливо было поставлено всего 2,7% мирового топлива для транспорта, а к 2050 году его мощность, по оценкам экспертов, сможет удовлетворить более 25% мирового спроса на топливо для транспорта.

Что такое чистая энергия – читайте в нашей статье.

Гидроэнергетика

К возобновляемым источникам энергии относятся широко распространенные гидроэлектростанции. На этих объектах используется потенциальная энергия водных потоков.

Традиционные гидроэлектростанции

Возводят гидроэлектростанции, как правило, на реках. Для создания необходимого давления воды создают мощные плотины и объемные хранилища воды. Как разновидность, используют бесплотинные ГЭС.

Данным объектам (ГЭС) гидроэнергетики присущи следующие особенности.

Положительные:

  1. высокий КПД при сравнительно малых экономических затратах на строительство и дальнейшую эксплуатацию станции, отсюда низкая себестоимость электроэнергии;
  2. отсутствуют вредные выбросы в атмосферу;
  3. водохранилище как фактор, улучшающий микроклимат в районе ГЭС;
  4. возможность разведения рыб;
  5. предотвращает появление паводков, используется для орошения сельхозугодий, технического применения на заводах;
  6. обладают механизмом регулирования потребления энергии.

Отрицательные:

  1. водохранилища затопляют обширные территории, занимают земли, пригодные для сельского хозяйства;
  2. перекрытие рек существенно меняет условия для обитания ценных видов проходных рыб, многие из которых исчезают из облюбованных ранее водоемов.

Гидроэлектростанции, как возобновляемые источники энергии, эффективны для поставки электроэнергии в горные участки. Они имеются в Швейцарии, на территории России. В мировом объеме поставляемой энергии доля гидроресурсов составляет около трех процентов. В Канаде, Исландии и Китае основную часть электроэнергии вырабатывают именно гидростанции.

Красноярская гидроэлектростанция

В России строительство гидроэлектростанций всегда считалось выгодным направлением. В наши дни гидростанции вырабатывают 6 процентов электроэнергии страны. Площади крупнейших водохранилищ ГЭС составляют тысячи квадратных километров. В пример можно привести размеры Самарского водохранилища, площадь которого превышает 6400 км2.

Приливные электростанции

Особой разновидностью гидроэнергетики являются приливные электростанции, работающие на основе использования энергии приливов и отливов. Они возводятся на побережьях, где под воздействием гравитационных сил Солнца и Луны ежедневно меняется уровень воды морских и речных водоемов. Залив или устье реки перегораживают дамбой. Встроенный в неё гидроагрегат с огромными лопастями и преобразует силу прибоя в электроэнергию.

Так устроена приливная гидроэлектростанция

Такая форма получения энергии из неисчерпаемого источника очень экологична, имеет малую себестоимость. Однако само строительство требует больших вложений. Кроме того, перепады в мощности не позволяют поставлять электроэнергию в постоянном режиме. Тем не менее, станции ПЭС ценят за высокую эффективность и малое влияние на экологию. Их строительство продолжается во многих странах.

Волновые электростанции

Энергия волн представляет собой огромный потенциал. Удельную мощность морских и океанских волновых колебаний оценивают гораздо выше солнечной и ветровой. Специалисты подсчитали, что мощность волн мирового океана равна примерно 30 процентам всей потребляемой электроэнергии на Земле.

Волновая гидроэлектростанция Oyster в Шотландской прибрежной зоне мощностью 600 кВт

Работа волновых электростанций построена на превращении потенциальной энергии волн в электрическую. Выбор места строительства подобных объектов получения электричества обусловлен особенностями региона, наличием крупных водоемов и сильных ветров.

Гидроэнергетика будущего

Гидроэнергетика не стоит на месте. Постоянно придумываются новые специфические виды использования силы мирового океана. К примеру, в данный момент разрабатываются технологии использования в энергетике морских течений и разницы температур на различных глубинах.

Океанские и морские течения (Куросио, Гольфстрима и т.п.) также обладают определенной энергетической силой, потенциал которой на практике пока не оценен. Но ученые и проектировщики считают возведение гидростанций, использующих энергию водных течений, перспективном направлением в морской энергетике. Согласно технологии, применяют специальные преобразователи в виде объемных и водяных насосов.

Роторная система Seagen, расположенная у побережья Ирландии, преобразует энергию течений в электроэнергию

Электроэнергию можно получать, используя разницу температур поверхности и глубинных слоев моря или океана. Разность на глубине 400 м и верхнего слоя воды составляет 12 градусов. В данный момент уже существуют экспериментальные системы преобразования разницы температур в электричество, основанные на пьезоэффекте.

Биоэнергетика

Формально к возобновляемой относится и биоэнергетика. Она предполагает сжигание топлива (этанол, бутанол, диметиловый эфир), которое получено не из месторождений, а при переработке растений. В качестве сырья могут использоваться сахарный тростник, кукуруза и другие культуры. Существует мнение, что биоэнергетика не ведет к увеличению концентрации углекислого газа в атмосфере, ведь растения поглощают его перед своим сжиганием. Однако из-за того, что фермеры отдают предпочтение культурам, используемым для производства биотоплива, сокращается площадь посевов, выделенных под выращивание продовольствие, что увеличивает цены на еду и усиливает голод в неразвитых африканских странах.

Инвестиции

Во всём мире в 2008 году инвестировали $51,8 миллиарда в ветроэнергетику, $33,5 миллиарда в солнечную энергетику и $16,9 миллиарда в биотопливо. Страны Европы в 2008 году инвестировали в альтернативную энергетику $50 миллиардов, страны Америки — $30 миллиардов, Китай — $15,6 миллиарда, Индия — $4,1 миллиарда.

В 2009 году инвестиции в возобновляемую энергетику во всём мире составляли $160 миллиардов, а в 2010 году — $211 миллиардов. В 2010 году в ветроэнергетику было инвестировано $94,7 миллиарда, в солнечную энергетику — $26,1 миллиарда и $11 миллиардов — в технологии производства энергии из биомассы и мусора.

Ветроэнергетика в России

Размер российского ветроэнергетического рынка невелик и составляет менее 1% от мирового. Россия является единственной крупной экономикой мира, в которой ветроэнергетика только начинает делать первые шаги. Но есть и положительные тенденции — общая установленная мощность ВЭС в нашей стране составляет более 1 ГВт, причем за прошедший 2020 год ввели в эксплуатацию ряд новых ветроэнергетических установок общей мощностью 700 МВт.

Самые крупные ВЭС — Кочубеевская ВЭС мощностью 210 МВт в Ставропольском крае и Адыгейская ВЭС мощность 150 МВт. Обе ветроэлектростанции были построены при помощи дочерней компании «Росатома».

Зеленая экономика

Анатолий Чубайс — о потенциале зеленой энергетики в России

«Бесконечная» энергия из воздуха

В 2020 году ученые из Массачусетского университета создали Air-gen — генератор, который создает электричество с помощью натурального белка и влаги из воздуха.

Графическое изображение пленки из белковых нанопроводов, вырабатывающих электричество с помощью влаги из атмосферы

(Фото: UMass Amherst / Yao and Lovley labs)

С помощью протеобактерий Geobacter ученые выращивают белок, который может проводить ток. Из него делают пленку толщиной менее 10 микрон — в несколько раз тоньше, чем человеческий волос — и помещают между двумя электродами. Белок забирает влагу из воздуха и за счет тонких пор создает ток между электродами.

Лучшие результаты Air-gen показывает при влажности в 45%, но справляется и в засушливых регионах вроде Сахары. Генератор не зависит от погодных условий и работает даже в помещении.

Как это применять: пока мощности Air-gen хватает только для питания мелкой электроники. В скором времени ученые разработают версию для мобильных телефонов и смарт-часов, чтобы те никогда не разряжались. А если у исследователей получится совместить Air-gen с краской для стен, в домах появится бесконечный источник электроэнергии.