ЭНЕРГЕТИКА БУДУЩЕГО.

Энергетика будущего: чем заменят нефть и уголь Один из главных глобальных трендов современности — отказ от традиционных источников энергии: угля, нефти, природного газа. Альтернативную им возобновляемую энергию получают с помощью таких природных ресурсов, которые практически неисчерпаемы, — солнечного света, воды, ветра и ряда других. Это позволяет снизить выбросы парниковых газов и загрязняющих веществ, а также не приводит к истощению земных недр. Plus-one.ru рассказывает, когда энергетика в современном мире станет «зеленой». Солнечная электростанция. Энергетика: история, настоящее и будущее. В том или ином виде энергия солнца и ветра применялась с древнейших времен. На протяжении большей части истории человечества использовались парусные суда, движимые силой ветра. Древние люди умели фокусировать солнечный свет, чтобы разжечь огонь, в качестве топлива выступали древесина, трава, сухие водоросли. На более поздних этапах развития цивилизации человек начал использовать ископаемые виды топлива: нефть, уголь, торф. Но ресурсы природы не бесконечны, а потребности человечества в энергии растут с каждым годом. Последствия сжигания ископаемого топлива — изменение климата и загрязнение окружающей среды — приобрели угрожающие масштабы. Обеспечение всеобщего доступа к недорогим, надежным, устойчивым и современным источникам энергии является одной из 17 Целей в области устойчивого развития ООН на период до 2030 года. Для ее осуществления нужно увеличить долю возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Эксперты Greenpeace прогнозируют, что человечество сможет полностью перейти на ВИЭ к 2050 году. «Зеленая» энергетика потребует вложений в размере около $1 трлн в год, но расходы будут компенсироваться снижением затрат на традиционное топливо. Кто заплатит за переход мира на возобновляемую энергию. Эффективность ВИЭ уже подтверждена опытом многих стран. В энергопроизводстве Швеции их доля составляет 55%, Дании — 36%, Финляндии — 45%. Россия также — хотя и очень медленными темпами — начинает готовиться к энергопереходу. Чтобы энергетика и промышленность России сохранили конкурентоспособность, необходимо активное и планомерное внедрение ВИЭ. По данным Аналитического центра при правительстве РФ, к 2040 году потребление ВИЭ увеличится на 93%. Впрочем, в абсолютных цифрах доля возобновляемых источников по-прежнему будет невелика. Ветряная и солнечная генерация обеспечат 50% прироста. Кош-Агачская СЭС — крупнейшая солнечная электростанция в горах Алтая. Эра солнечной энергетики. Европейская ассоциация солнечной энергетики SolarPower Europe подсчитала, что с помощью энергии солнца генерируется 2,6% мировой электроэнергии. По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии за 2019 год, по мощностям солнечных электростанций лидируют Китай, США, Япония, Германия и Индия. Существует два способа преобразования солнечной энергии: 1.Фотоэлектрический. Энергия солнца сразу преобразуется в электричество. 2.Концентрационная солнечная энергетика. Сначала получают тепловую энергию, а затем — электрическую. Для этого нагревают жидкость, а полученный пар направляют в турбину с генератором, как в традиционной тепловой электростанции. Большинство экспертов подтверждает, что развитие солнечной энергетики возможно не только в жарких странах и регионах. Например, в Якутии есть солнечно-дизельные станции, которые работают даже при температуре −50 °С. В России наиболее перспективными для развития солнечной энергетики регионами считают Северный Кавказ, Ставропольский край, Оренбургскую область, Астраханскую область, Сибирь, Забайкальский край и Приморский край. Солнечная энергетика особенно выгодна для удаленных регионов, где для выработки электричества используют дизельные генераторы. В таких проектах строительство СЭС окупается за счет экономии на логистике и топливе. Так, в 2013 году в селе Яйлю Республики Алтай была введена в эксплуатацию солнечно-дизельная электростанция мощностью 100 кВт. Также в солнечной электроэнергетике заинтересованы следующие группы потребителей: Физические лица. Можно установить солнечную батарею мощностью до 15 кВт и продавать излишки выработанной электроэнергии. Малый и средний бизнес. Чаще всего он приобретает установки мощностью 10-15 кВт за 600-800 тыс. руб. Крупные компании. Например, солнечная электростанция работает на заводе «Газпром нефти» в Омске и на заводе РЭД («Русские электрические двигатели») в Челябинске. Промышленные предприятия, отправляющие продукцию на экспорт. К 2026 году в Европе будет введен углеродный налог на импортные товары. Использование ВИЭ позволит избежать дополнительных расходов. Как развитые страны смогут отказаться от российской нефти. Разбираем исследование Международного энергетического агентства. Развитие солнечной энергетики в России тормозит ее низкая доступность по сравнению с другими ресурсами, в частности газом. В Европе ВИЭ по стоимости уже практически сравнялись с традиционной энергетикой. Еще одним фактором стала высокая кредитная ставка для малого и среднего бизнеса. Так, в Германии она равна 2-3%, а в нашей стране — 10-20%. Самый крупная солнечная станция в России, «Уран», находится в Оренбургской области. Она занимает площадь 120 га и состоит из 200 тыс. фотоэлементов. Балаковская АЭС. Будущее атомной энергетики. Атомная энергетика основана на делении ядер атомов с выделением тепловой энергии. Современные атомные электростанции (АЭС) могут работать до 80-100 лет, спасая Землю от выброса миллиардов тонн парниковых газов. В отличие от угля, урановое топливо не «сгорает» до конца и может использоваться для изготовления нового. Это позволяет организовать замкнутый цикл производства с минимумом отходов. Согласно статистике ООН за декабрь 2021 года, в 32 странах мира действуют 443 ядерных реактора, еще 55 реакторов находятся на стадии строительства. Все страны, использующие ядерную энергию, несут ответственность за безопасную генерацию. Взрыв на Чернобыльской АЭС в 1986 году произошел из-за недоработок в конструкции реактора и грубых ошибок персонала. Современные атомные электростанции оснащены более совершенными системами, предотвращающими выброс радиации. В российских АЭС используются четыре барьера: 1.Топливная таблетка, предотвращающая выброс радиации под оболочку тепловыделяющего элемента. 2.Циркониевая оболочка тепловыделяющего элемента. 3.Главный циркуляционный контур, удерживающий продукты деления атомов. 4.Система герметичных оболочек, выдерживающая падение самолета или землетрясение силой до восьми баллов. Росатом вырабатывает около 20% электроэнергии страны. Благодаря АЭС электричество поступает в миллионы жилых домов, сотни заводов и тысячи школ. Крупнейший производитель атомной электроэнергии в России — Балаковская АЭС. Ежегодно она генерирует 30 млрд кВт·ч. В рейтинге самых мощных электростанций мира Балаковская АЭС занимает 51-ю позицию. Безопасна ли все‑таки ядерная энергетика и зачем в Россию свозят отработанный уран. Пять важных вопросов о мирном атоме. Водородная энергетика. Водород — эффективный источник энергии. При сгорании он выделяет почти в три раза больше тепла (1,17 ГДж/кг), чем нефть, и в четыре раза больше, чем природный газ и уголь. Согласно прогнозам экспертов Совета по водородной энергетике, в 2050 году этот вид топлива будет обеспечивать около 18% мирового потребления энергии. Водород можно получить методом электролиза воды, из природного газа или при помощи атомной энергетики, поэтому его запасы возобновляемы. Но на пути массового внедрения водородной энергетики есть барьеры, который предстоит преодолеть. Эксперты Росатома работают над удешевлением производства водорода. Кроме того, решаются проблемы с хранением и транспортировкой, так как водород занимает больший объем, чем другие виды топлива. Пятый элемент энергетики будущего. Что нужно знать о «зеленом» водороде Адыгейская ветроэлектростанция. Ветроэнергетика. Ветер издавна использовался в качестве движущей силы, в том числе для судоходства, помола муки и работы насосных станций. Современные технологии позволяют включать его в процесс генерации энергии. Ветер раскручивает лопасти, а генератор преобразует их движение в энергию. Ветроэнергетика развивается быстрее других технологий ВИЭ. По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии, мощности ветрогенерации в 1997-2018 годах увеличились в 75 раз, с 7,5 ГВт до 564 ГВт. Ветроэнергетика не загрязняет воздух, но у экологов есть к ней вопросы. При работе ВЭС создаются шум и вибрации, отпугивающие животных и птиц. Кроме того, есть риски, связанные с отрывом лопастей. Пока эти факторы не вызывают серьезных опасений. Так, по данным Европейской ассоциации ветряной энергетики (EWEA), от лопастей ВЭС гибнет в 3,5 тысячи раз меньше птиц, чем от встречи с кошками. Самая мощная ветроэлектростанция России — Адыгейская ВЭС корпорации «Росатом». Она состоит из 60 установок по 2,5 МВт каждая. Станция вырабатывает 354 млн кВт·ч в год.