Преимущества энергоэффективности и энергосбережения
Эффективное использование энергии, иногда называемое энергоэффективностью и энергосбережением, является целью сокращения количества энергии, необходимой для предоставления продуктов и услуг.
Энергоэффективность и энергосбережение могут быть определены как уровень потребления энергии для предоставления данной услуги и обычно относятся к улучшению этой взаимосвязи.
Повышение энергоэффективности подразумевает улучшение технических энергетических характеристик механизма поставки различных типов энергии, но может также включать улучшение управления или организации энергопотребления.
Энергетика неразрывно связана с социально-экономическим развитием, поэтому нетрудно представить, что эта тенденция может быть средством достижения политических целей за пределами энергетического сектора. Некоторые результаты могут быть косвенными или являться результатом цепочки действий, которые трудно отнести к этому понятию.
Тем не менее можно считать, что меры по повышению энергоэффективности и энергосбережения оказывают воздействие на различные области экономики, зачастую в разных областях одновременно, а прямое воздействие в одной области экономики может оказывать воздействие на другую.
Традиционно основное внимание в этой области, уделяется использованию меньшего количества энергии для одних и тех же энергетических услуг. Однако это может также привести к увеличению объема услуг за тот же объем потребляемой энергии.
Таким образом, повышение энергоэффективности может быть достигнуто в том случае, когда либо меньшее потребление энергии для обеспечения того же уровня услуг, либо та же энергия потребляется для более высокого уровня услуг.
Мероприятия по энергоэффективности и энергосбережению могут быть ориентированы главным образом на:
- рациональное потребление энергии;
- режим сбережения энергии.
Большинство мероприятий в области энергоэффективности и энергосбережения связаны с потреблением приборами, освещением, зданиями и эффективностью транспортных средств.
Энергоэффективность и энергосбережение представляет собой важный аспект и нацелены на такие виды деятельности, как сокращение потерь в производстве электроэнергии или повышение промышленной деятельности. Важны обе формы.
Понимание волнового эффекта, который может возникнуть в результате повышения энергоэффективности и энергосбережения во всей экономике может быть полезным при разработке целенаправленной политики.
Здесь рассмотрены различные выгоды от эффективного использования энергии по индивидуальной/отраслевой/государственной/международной типологии.
Многочисленные преимущества энергоэффективности и энергосбережения: повышение может дать существенные многочисленные преимущества в широком спектре секторов.
Перечень более широких многочисленных преимуществ, которые могут быть получены с помощью этих мер:
Преимущества при повышении энергоэффективности и энергосбережения
Здоровье и благополучие
Особенно убедительно доказывается позитивное воздействие энергоэффективности и энергосбережения в жилищном секторе на здоровье населения и связанные с этим социальные последствия. Широкий спектр заболеваний, особенно респираторные заболевания и астма среди детей, тесно связаны с холодными температурами, сыростью и плесенью в жилых помещениях.
Повышение энергоэффективности и энергосбережения в секторе зданий, в частности, может принести широкий спектр ощутимых преимуществ для здоровья жителей жилых домов, офисных работников и многих других групп, а также населения в целом. Воздействие на здоровье в равной степени связано с неэффективным жильем и бытовой техникой.
Борьба с нищетой и доступность энергии
В условиях высоких цен на энергию и финансовых ограничений малоимущие часто не могут позволить себе достаточно энергоуслуг для поддержания здоровых условий жизни, вынуждены недостаточно обогревать дома, терпеть плохое качество воздуха в помещениях и/или отказываться от других предметов первой необходимости, таких как продукты питания: явление, иногда известное как “тепло или еда”. Эта ситуация обычно описывается как «топливная бедность».
Энергоэффективность и энергосбережение могут решить эту проблему путем принятия мер на уровне домашних хозяйств для сокращения расходов на электроэнергию путем изоляции и проектирования, поставки эффективных приборов, оборудования для отопления помещений и водяного отопления и освещения, а также обучения эффективному использованию энергии среди жильцов.
Доступ к энергетическим услугам имеет основополагающее значение для выхода людей из нищеты путем предоставления сырья для социально-экономического развития. Меры по повышению энергоэффективности, принимаемые поставщиками энергии, могут высвободить дополнительные ресурсы за счет сокращения технических потерь в их системах производства и распределения энергии.
Промышленная производительность и конкурентоспособность
Существует много улучшений в промышленной производительности, которые могут обеспечить энергоэффективность производства и энергосбережение. К ним относятся увеличение прибыли, более безопасные условия труда, постоянство и улучшение качества и выпуска продукции, снижение капитальных и эксплуатационных затрат и сокращение потребления лома и энергии.
Выгоды могут быть получены отраслями промышленности на глобальном уровне за счет повышения конкурентоспособности и могут распространяться на повседневные условия труда, безопасность и удовлетворенность работой отдельных работников.
Преимущества для поставщиков энергии и инфраструктуры
На первый взгляд может показаться, что энергоэффективность и энергосбережение противоречат коммерческим интересам поставщиков энергии. Однако исследования показывают, что поставщики энергии получают много преимуществ с точки зрения предоставления более качественных энергетических услуг клиентам, снижения эксплуатационных расходов и повышения прибыли.
До 10% всех выгод, вытекающих из мер по повышению, вероятно, будут начисляться непосредственно поставщикам энергии, что объясняет, почему многие коммунальные службы уже предпринимают амбициозные меры по управлению спросом, стимулируемые во многих странах законодательными обязательствами в этой области.
Увеличение стоимости активов
Есть некоторые доказательства того, что инвесторы готовы платить арендную плату и премии за продажу недвижимости с лучшими энергетическими показателями.
Например, энергетика является одной из самых высоких операционных затрат в большинстве офисов, поэтому чистая приведенная стоимость будущей экономии энергии может быть добавлена к стоимости перепродажи. Исследования показывают, что рынок все больше отражает эти рассуждения.
Существующие анализы данных показывают, что ”зеленые» здания увеличили стоимость перепродажи и арендные ставки, а также предлагают более широкий спектр преимуществ даже за пределами стоимости активов: они имеют более высокие показатели занятости, повышенный комфорт, более низкие эксплуатационные расходы и более низкие ставки капитализации и более высокий прирост производительности.
Создание рабочих мест
Инвестиции в программы энергоэффективности и энергосбережения имеют значительный потенциал для создания рабочих мест с коротким временем выполнения. Чистое улучшение показателей занятости можно объяснить программами повышения за счет прямого создания рабочих мест и косвенно за счет избыточных потребительских расходов в дополнение к другим льготам для государственных бюджетов, таким как сокращение пособий по безработице. Прямые рабочие места, создаваемые при осуществлении мер по повышению энергоэффективности и энергосбережения легче всего поддаются измерению, и их, вероятно, будет много. Косвенные рабочие места могут также создаваться при производстве сырьевых материалов, однако эти рабочие места могут сохраняться только в течение периода конкретной программы.
Сокращение государственных расходов, связанных с энергетикой является перспективой государственного сектора как отдельного субъекта экономики. Повышение энергоэффективности и энергосбережение будут способствовать снижению нагрузки на национальные бюджеты и улучшению финансового баланса.
Энергетическая безопасность
Энергоэффективность играет определенную роль в снижении зависимости стран от импорта для удовлетворения их потребностей и, следовательно, способствует формированию разнообразного энергетического баланса.
Последствия, которые пронизывают энергетическую безопасность, структурно зависят от энергетического сектора в той или иной стране.
Макроэкономические эффекты
Повышение энергоэффективности и энергосбережения могут привести к значительным позитивным макроэкономическим последствиям, таким как увеличение ВВП, торговый баланс, реструктуризация экономики, занятость и национальная конкурентоспособность. Они могут оказать значительное влияние на бюджет страны. Инвестиции в это направление предполагают перевод капитала с энергетики на менее энергоемкие виды деятельности.
Это может иметь значительные последствия для экономики и энергетического менеджмента в целом, если перевод предполагает перестройку экономики на более трудоемкую деятельность.
Сокращение выбросов парниковых газов
Повышение энергоэффективности и энергосбережение приводят к сокращению потребления энергии ископаемого топлива и к сокращению выбросов парниковых газов. Действительно, меры, как ожидается, будут способствовать на 44% сокращению выбросов углерода к 2035 году, чтобы иметь шанс достичь международных целей в области изменения климата.
По сравнению с другими мерами по сокращению выбросов парниковых газов, повышение энергоэффективности, как правило, является более экономически эффективным и может быть реализовано быстро.
Сокращение выбросов уже признано в качестве одного из основных результатов мер по повышению энергоэффективности и часто уже измеряется в качестве само собой разумеющегося при оценке существующих программ.
Снижение цен на энергоносители
Снижение цен на энергоносители определяются рядом факторов, таких как уровень энергоснабжения, спрос на энергоносители и условия рыночной торговли. При прочих равных условиях, если спрос на энергоуслуги снизится, цены на энергоносители должны упасть, и ожидается, что повышение энергоэффективности и энергосбережение обеспечат необходимое сокращение спроса на энергоносители.
Управление природными ресурсами
Еще одной выгодой от сокращения спроса на энергию является ослабление давления на природные ресурсы.
С учетом того, что к 2035 году мировое производство обычной сырой нефти будет сокращаться энергоэффективность и энергосбережение будут все более важной мерой для ослабления давления на ограниченные ресурсы.
Цели в области развития достижений устойчивого развития являются международной задачей, и доступ к современным энергетическим услугам имеет решающее значение для обеспечения основных жизненных потребностей, а также условий для социально-экономического развития.
«Энергосбережение, как средство экономии природных богатств нашей Земли»
творческая работа учащихся по экологии (8 класс) на тему
Работа учащегося, посвященная экологическим проблемам энергосбережения.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| energosberezhenie_lera__konkurs.doc | 61 КБ |
Предварительный просмотр:
Районный конкурс г.Волгограда в рамках Всероссийского конкурса
«Энергоэффективность: общественный инициативы»
Выполнила: Терехова Валерия Олеговна
МОУ СОШ № 38 г.Волгограда
Адрес: г.Волгоград, индекс 400096, улица Столетова 50А
Ученица 8 «В» класса
12 декабря 1995 года рождения
«Энергосбережение, как средство экономии природных богатств нашей Земли»
Абрамова Ольга Владимировна.
- Актуальность вопроса энергосбережения.
- Правила экономии энергоресурсов
- Обоснованность моих изысканий
- Реальные методы достижения целей
Энергоэффективность и энергосбережение — это прежде всего бережное отношение к энергии в любой сфере и ее безвредное производство. Кто эффективно использует энергию, тот предотвращает злоупотребление ресурсами и охраняет окружающую среду.
Управление энергоэффективностью выражается в уменьшении потребления ресурсов при выполнении равного объема работ: освещения и/или обогрева заданной площади, производства какого-либо товара и т.д. Для населения проект энергоэффективности будет означать уменьшение платежей за коммунальные услуги. В более глобальном плане — для страны применение энергоэффективных технологий и программ будет обеспечивать экономию ресурсов, например, газа и рост производства. Уменьшится выброс в атмосферу парниковых газов, что благоприятно скажется на экологии. Для энергетиков инновации в энергосбережении помогут снизить траты на топливо и избежать дорогостоящие строительства.
В развитых странах уже не одно десятилетие ведется разработка проектов энергоэффективных технологий. И в этой области есть значительные продвижения в лучшую сторону.
На сегодняшний день энергоемкость российской экономики вдвое выше, чем мировой экономики в целом, и в три раза больше, чем в странах Евросоюза и Японии. Это происходит потому, что энергоэффективность и энергосбережение в России еще развито на должном уровне.
Например, большие потери происходят в процессе передачи электричества по российским электросетям – самым протяженным в мире (более 2 млн. км). Из-за высокой степени износа и медленной модернизации только в сетях общего пользования они достигают 12%.
Эта цифра почти в два раза превышает среднемировой показатель (в электросетях США, Евросоюза и Китая потери составляют около 7%).
Вдобавок, электроэнергия крайне неэффективно расходуется потребителями. В данной работе будут показаны способы и различные мероприятия по экономии электроэнергии в быту.
Советы по эффективному использованию тепла и воды, которые позволят увеличить энергоэффективность зданий .
1. Установите двухтарифный счетчик
2. Уходя – гасите свет!
3. Протрите электрическую лампочку от пыли
Хорошо протертая лампочка светит на 10-15% ярче запыленной.
4. Замените лампы накаливания энергосберегающими лампами
Средний срок службы обычной лампы накаливания – 1000 часов, а у люминесцентной – в 15 раз больше. Можно забыть о замене лампочек почти на три года.
Экономия от применения энергосберегающих ламп составляет в год до 600 рублей на семью из 3 человек.
5. Не оставляйте электроприборы в режиме ожидания
Даже в режиме ожидания бытовые приборы поглощают энергию. Если телевизор постоянно включен в розетку – вы платите 228 рублей в год.
Часы на DVD-проигрывателе обойдутся в 96 рублей, а на музыкальном центре – в 204 рубля. Маленькая «безобидная» зарядка для сотового телефона, оставленная в розетке после того, как телефон зарядился, съедает 144 рубля в год. Прибавьте к этому компьютер и микроволновку – получится еще 720 рублей. Таким образом, жизнь ваших электроприборов в режиме stand by обойдется вам минимум в 1390 рублей в год.
Представим себе «среднестатистическую» квартиру, в которой три телевизора, два компьютера, 2 постоянно включенных в розетку зарядных устройства, один DVD-проигрыватель и микроволновка, и еще раз посчитаем. Получилось – лишних 2350 рублей в год.
А знаете ли вы, что…
…новые жидкокристаллические и плазменные телевизоры потребляют больше электроэнергии, чем обычный телевизор с электронно-лучевой трубкой. Для самых мощных телевизоров новейшего образца показатели таковы: 400 ватт во время работы и около 4 ватт в режиме ожидания. Телевизоры переходят в режим ожидания после того, как их выключают кнопкой на пульте дистанционного управления. Чтобы выключить телевизор полностью, нужно нажать кнопку POWER (или ВКЛ/ВЫКЛ) на передней панели.
Нет смысла постоянно включать и выключать компьютер, если он используется на протяжении дня. Это негативно сказывается на его функционировании. Однако во время перерывов в работе рекомендуется выключать монитор компьютера. Периферийные устройства, такие как принтеры и сканеры, следует включать в сеть, только когда они необходимы.
6. Пользуйтесь бытовой техникой класса А
Бытовая техника класса А по энергозатратности – самая экономичная. Например, в энергосберегающих моделях стиральных машин автоматически определяется вес загруженной одежды и в соответствии с этим регулируется поступление воды. Благодаря этому воды расходуется меньше и соответственно на нагрев экономия электроэнергии составляет до 40%. При полной загрузке такая машина экономит 0,4 кВт в час. В зависимости от объемов стирки можно сберечь от 500 до 750 рублей в год.
А знаете ли вы, что.
При загрузке бака стиральной машины лишь наполовину 50% ее мощности расходуется вхолостую. Чрезмерное использование режима сушки также может стать фактором неэффективного использования электроэнергии. И кстати, стирка при температуре 30°С вместо привычных 40°С позволяет сэкономить 40% энергии. При этом качество стирки остается таким же, поскольку современные стиральные порошки рассчитаны на то, чтобы эффективнее стирать одежду при низких температурах.
7. Правильно установите холодильник
Холодильник – один из главных потребителей электроэнергии в наших домах. Он «любит» прохладные помещения. Если хотите сэкономить на электроэнергии, не ставьте его возле батареи или плиты. Холодильник будет расходовать меньше энергии, если поставить его возле наружной стены, но не вплотную к ней. Чем больше воздушный зазор между задней стенкой холодильника и стеной – тем ниже температура теплообменника и эффективнее его работа.
8. Не ставьте в холодильник горячую пищу и не оставляйте дверцу открытой
Систематически осматривайте прокладку дверцы, чтобы в ней не появилось щелей и зазоров, мешающих дверце плотно закрываться и надежно фиксироваться.
9. Размораживайте холодильник два-три раза в год
Лед в холодильнике не холодит, а наоборот, работает теплоизолятором. Поэтому холодильник нужно чаще размораживать, не допуская образования ледяной «шубы».
10. Готовьте еду на медленном огне
Для большинства кулинарных операций мощный нагрев не нужен. Обычно жидкость надо лишь довести до кипения, а затем доваривать еду на медленном огне. Используйте остаточное тепло конфорок: выключайте плиту немного раньше, чем еда будет готова.
11. Пользуйтесь посудой с дном, которое равно или чуть превосходит диаметр конфорки электроплиты
Электроплита – самый расточительный из бытовых электроприборов. Если телевизор расходует за год около 300 кВт/ч, холодильник примерно 450 кВт/ч, то электроплита – больше 1000 кВт/ч.
Поэтому правильное обращение с электроплитой – один из главных способов экономии электроэнергии.
Накрывайте посуду на плите крышкой. Так вы тоже экономите при приготовлении пищи.
Посуда с неровным дном может привести к перерасходу электроэнергии до 40–60%.
12. Почистите чайник от накипи
Для разумного использования энергии при кипячении чайника следует наливать ровно столько воды, сколько вам необходимо именно сейчас.
Накипь в чайнике проводит тепло почти в тридцать раз хуже, чем металл, поэтому существенно увеличивает количество энергии для кипячения воды.
13. Пользуйтесь остаточным теплом бытовых приборов
Например, в утюге сохраняется остаточное тепло, которого хватит на несколько минут утюжки. Гладильная доска с теплоотражателем — также отличный способ экономии электроэнергии.
А знаете ли вы, что.
. слишком сухое или слишком влажное белье приходится гладить дольше, чем немного влажное, а значит, происходит больший расход энергии.
14. Покрасьте стены и потолки в белый цвет
Гладкая белая стена отражает 80% лучей.
Для сравнения: темно-зеленая поверхность отдает только 15% света, черная – 9%.
15. Не пренебрегайте естественным освещением
Использование солнечного света – это один из самых существенных резервов экономии электрической энергии.
В зависимости от мощности лампочек, которыми вы пользуетесь, эта мера поможет сэкономить до 400 рублей в год.
16. Используйте солнечные батареи
Самые современные солнечные батареи эффективно работают и при пасмурной погоде.
Количество солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли за неделю, превышает энергию всех мировых запасов нефти, газа, угля и урана. Но человечество пока не научилось эффективно ее использовать.
17. Используйте компактные солнечные зарядные устройства
Немного подзарядить сотовый телефон можно и без помощи специальных устройств. Попробуйте, например, положить батарею телефона на разогретую солнцем крышу машины. Такой «зарядки» точно хватит на несколько минут разговора. .
18. Установите на батареи регулятор теплоподачи
19. Не задвигайте батареи мебелью и не занавешивайте их шторами
Преграды мешают теплому воздуху равномерно распространяться по комнате и снижают теплоотдачу радиаторов на 20%.
20. Перекрасьте батареи в черный цвет, установите теплоотражающие экраны
Батарея, выкрашенная в темный цвет, отдает на 5–10% тепла больше, чем выкрашенная светлой краской. Единственное условие – слой краски не должен быть слишком толстым, это негативно скажется на ее теплоотдаче.
Стена за радиатором может нагреваться до 50°С. Обидно тратить столько тепла на разогрев кирпичей или бетонных плит, особенно если в квартире холодно. Установите за батареями теплоотражающие экраны из пенофола или простой фольги. Это повысит температуру в комнате в среднем на 2 градуса.
21. Утеплите окна
В большинстве наших домов расходы энергии на отопление превышают аналогичные расходы в европейских странах с похожим климатом в 3–5 раз. По оценкам специалистов, до 50% потерь тепла происходит через окна. Утепление окон может повысить температуру в помещении на 4–5°С и позволит отказаться от электрообогревателя, который за сезон может потреблять до 4000 кВтч на одну квартиру или от 9 до 13,5 тысяч рублей (в зависимости от тарифов на электричество). Утеплите деревянные рамы уплотнителем либо поменяйте их на пластиковые стеклопакеты.
22. Повесьте на окна толстые шторы
Днем отодвигайте занавески, а на ночь снова занавешивайте окна.
Плотные шторы помогут предотвратить утечку тепла.
23. Установите на окна теплоотражающую пленку
Теплоотражающая пленка – оптически прозрачный материал со специальным многослойным покрытием, который устанавливается на внутреннюю поверхность наружной оконной рамы.
Пленка пропускает 80% видимого света, а внутри квартиры отражает около 90% теплового излучения, что позволяет сохранить тепло в помещении зимой и прохладу летом.
24. Проветривайте «по-ударному»
Постоянно открытая форточка, как это ни удивительно, остужает, но не проветривает. А вот если проветривать «залпом», на короткое время широко открыв окна, тогда воздух успеет смениться, но при этом не «выстудит» комнату – поверхности в помещении останутся теплыми.
25. Утеплите стены
10% теплопотерь в жилых домах – это тепло, уходящее через подвал.
Поэтому в квартире на первом этаже, так же как и в загородном доме, имеет смысл утеплить пол.
26. Не дайте теплу уйти через пол
Делая очередной ремонт, поместите под обои тонкий слой пенополистирола или пенофола. Это гигиеничные, экологичные и безопасные в пожарном отношении современные материалы.
27. Утеплите лоджию и балкон
28. Утеплите входную дверь
29. Проследите за тем, чтобы дверь в подъезд плотно закрывалась
30. Посадите деревья вокруг дома
Деревья помогут защитить ваш загородный дом от холодного ветра, и тепло в доме легче будет сберечь. Высаживать живой «ветролом» следует на расстоянии от дома, от двух до пяти раз превышающем высоту деревьев.
31. Сделайте в вашем доме зимний сад
Атриум, в котором находятся растения, одновременно работает как пассивный накопитель тепла. Через стекло с металлическим напылением или поликарбонатный пластик солнечные лучи проходят в помещение, отчего в нем накапливается тепло. Получаемого тепла хватает не только зимнему саду, но и прилегающим помещениям.
32. Установите на даче геотермальный насос
Геотермальный насос позволяет «собирать» бесплатную энергию с участка земли около вашего дома, накопленную в почве, грунтовых водах и воздухе. Благодаря этому устройству до 75% энергии, необходимой для отопления дома и нагрева воды, вам даст природа.
Сегодня геотермальное тепло «работает» на благо людей в 80 странах мира. В США ежегодно производится около 1 млн. геотермальных тепловых насосов, которые в обязательном порядке используются при строительстве новых общественных зданий. Это закреплено Федеральным законом. В Швеции 70% тепла получают благодаря тепловым насосам. В Стокгольме такие насосы обеспечивают 12% всего отопления города, используя в качестве источника энергии Балтийское море, температура воды которого всего +8°С.
33. Установите счетчики горячего и холодного водоснабжения
34. Предпочитайте душ приему ванны
Применение экономичных распылителей с меньшими отверстиями на смесителях и душевых установках позволяет расходовать в два раза меньше воды. Причем разницы в напоре воды вы не заметите. А рукоятка душа с прерывателем потока воды снижает ее расход на четверть.
35. Приобретайте экономичную сантехнику – унитаз с двумя режимами слива
36. Почините или замените неисправную сантехнику
Протекающий унитаз – это почти 72000 литров в год напрасно потраченной воды. Потери в денежном исчислении составят около 2000 рублей в год.
37. Закрывайте кран, когда чистите зубы
38. Почините или замените все протекающие краны
Из капающего крана вытекает 24 литра воды в сутки и 720 литров в месяц, что составляет 8640 литров год.
Таким образом, «выливаются» без всякой пользы 230 рублей в год.
Подтекающий кран (до 200 литров в сутки и около 6000 литров в месяц) обойдется почти в 2000 рублей в год.
39. При выборе смесителей отдавайте предпочтение рычаговым
Средний расход открытого водопроводного крана за 10 минут – 150 литров.
Рычаговые смесители быстрее смешивают воду, чем смесители с двумя кранами, а значит, при подборе оптимальной температуры меньше воды уходит «впустую».
40. Не размораживайте продукты под струей воды
41. Не мойте овощи и фрукты под проточной водой
42. При мытье посуды не держите кран постоянно открытым
Применяя на практике эти вполне доступные мероприятия и способы по экономии электроэнергии и других ресурсов, Вы не только сбережете существенную часть своего бюджета, но и уменьшите нагрузку на окружающую среду.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Авторская (радикальная) педагогическая разработка «Природные богатства Братска» программа факультативного курса для учащихся 8-9 классов
Авторская педагогическая разработка факультативного курса «Природные богатства Братска» соответствует федеральному компоненту государственного стандарта среднего (полног.
Классный час «Лес — природное богатство»
Собранный материал носит познавательный характер и включает элементы игры.
Как альтернативные источники энергии помогают получать тепло и электричество
Ухудшение экологии и истощение природных ресурсов заставляет задумываться о том, как получать электричество и тепло из возобновляемых источников.
В этой статье рассказываем, как работает альтернативная энергия и почему многие страны делают выбор в её пользу.
Что такое альтернативная энергия?
Энергия бывает возобновляемой (альтернативной) и невозобновляемой (традиционной).
Альтернативные источники энергии – это обычные природные явления, неисчерпаемые ресурсы, которые вырабатываются естественным образом. Такая энергия ещё называется регенеративной или «зелёной».
Невозобновляемые источники – это нефть, природный газ и уголь. Им ищут замену, потому что они могут закончиться. Ещё их использование связано с выбросом углекислого газа, парниковым эффектом и глобальным потеплением.
Человечество получает энергию, в основном за счёт сжигания ископаемого топлива и работы атомных электростанций. Альтернативная энергетика – это методы, которые отдают энергию более экологичным способом и приносят меньше вреда. Она нужна не только для промышленных целей, но и в простых домах для отопления, горячей воды, освещения, работы электроники.
Ресурсы возобновляемой энергии
- Солнечный свет
- Водные потоки
- Ветер
- Приливы
- Биотопливо (топливо из растительного или животного сырья)
- Геотермальная теплота (недра Земли)
Альтернативные виды энергии
1. Солнечная энергия
Один из самых мощных видов альтернативных источников энергии. Чаще всего её преобразуют в электричество солнечными батареями. Всей планете на целый год хватит энергии, которую солнце посылает на Землю за день. Впрочем, от общего объёма годовая выработка электроэнергии на солнечных электростанциях не превышает 2%.
Основные недостатки – зависимость от погоды и времени суток. Для северных стран извлекать солнечную энергию невыгодно. Конструкции дорогие, за ними нужно «ухаживать» и вовремя утилизировать сами фотоэлементы, в которых содержатся ядовитые вещества (свинец, галлий, мышьяк). Для высокой выработки необходимы огромные площади.
Солнечное электричество распространено там, где оно дешевле обычного: отдалённые обитаемые острова и фермерские участки, космические и морские станции. В тёплых странах с высокими тарифами на электроэнергию, оно может покрывать нужны обычного дома. Например, в Израиле 80% воды нагревается солнечной энергией.
Батареи также устанавливают на беспилотные автомобили, самолёты, дирижабли, поезда Hyperloop .
2. Ветроэнергетика
Запасов энергии ветра в 100 раз больше запасов энергии всех рек на планете. Ветровые станции помогают преобразовывать ветер в электрическую, тепловую и механическую энергию. Главное оборудование – ветрогенераторы (для образования электричества) и ветровые мельницы (для механической энергии).
Этот вид возобновляемой энергии хорошо развит – особенно в Дании, Португалии, Испании, Ирландии и Германии. К началу 2016 года мощность всех ветрогенераторов обогнала суммарную установленную мощность атомной энергетики.
Недостаток в том, что её нельзя контролировать (сила ветра непостоянна). Ещё ветроустановки могут вызывать радиопомехи и влиять на климат, потому что забирают часть кинетической энергии ветра – правда, учёные пока не знают хорошо это или плохо.
3. Гидроэнергия
Чтобы преобразовать движение воды в электричество нужны гидроэлектростанции (ГЭС) с плотинами и водохранилищами. Их ставят на реках с сильным потоком, которые не пересыхают. Плотины строят для того, чтобы добиться определённого напора воды – он заставляет двигаться лопасти гидротурбины, а она приводит в действие электрогенераторы.
Строить ГЭС дороже и сложнее относительно обычных электростанций, но цена электричества (на российских ГЭС) в два раза ниже. Турбины могут работать в разных режимах мощности и контролировать выработку электричества.
4. Волновая энергетика
Есть много способов генерации электричества из волн, но эффективно работают только три. Они различаются по типу установок на воде. Это камеры, нижняя часть которых погружена в воду, поплавки или установки с искусственным атоллом.
Такие волновые электростанции передают кинетическую энергию морских или океанических волн по кабелю на сушу, где она на специальных станциях преобразуется в электричество.
Этот вид используется мало – 1% от всего производства электроэнергии в мире. Системы тоже дорогие и для них нужен удобный выход к воде, который есть не у каждой страны.
5. Энергия приливов и отливов
Эту энергию берут от естественного подъёма и спада уровня воды. Электростанции ставят только вдоль берега, а перепад воды должен быть не меньше 5 метров. Для генерации электричества строят приливные станции, дамбы и турбины.
Приливы и отливы хорошо изучены, поэтому этот источник более предсказуем относительно других. Но освоение технологий было медленным и их доля в глобальном производстве мала. Кроме того, приливные циклы не всегда соответствуют норме потребления электричества.
6. Энергия температурного градиента (гидротермальная энергия)
Морская вода имеет неодинаковую температуру на поверхности и в глубине океана. Используя эту разницу, получают электроэнергию.
Первая установка, которая даёт электричество за счёт температуры океана была сделана ещё в 1930 году. Сейчас есть океанические электростанции закрытого, открытого и комбинированного типа в США и Японии.
7. Энергия жидкостной диффузии
Это новый вид альтернативного источника энергии. Осмотическая электростанция, установленная в устье реки, контролирует смешение солёной и пресной воды и извлекает энергию из энтропии жидкостей.
Выравнивание концентрации солей даёт избыточное давление, которое запускает вращение гидротурбины. Пока есть только одна такая энергетическая установка в Норвегии.
8. Геотермальная энергия
Геотермальные станции берут внутреннюю энергию Земли – горячую воду и пар. Их ставят в вулканических районах, где вода у поверхности или добраться до неё можно пробурив скважину (от 3 до 10 км.).
Извлекаемая вода отапливает здания напрямую или через теплообменный блок. Ещё её перерабатывают в электричество, когда горячий пар вращает турбину, соединённую с электрогенератором.
Недостатки: цена, угроза температуре Земли, выбросы углекислого газа и сероводорода.
Больше всего геотермальных станций в США, Филиппинах, Индонезии, Мексике и Исландии.
9. Биотопливо
Биоэнергетика получает электричество и тепло из топлива первого, второго и третьего поколений.
- Первое поколение – твёрдое, жидкое и газообразное биотопливо (газ от переработки отходов). Например, дрова, биодизель и метан.
- Второе поколение – топливо, полученное из биомассы (остатков растительного или животного материала, или специально выращенных культур).
- Третье поколение – биотопливо из водорослей.
Биотопливо первого поколения легко получить. Сельские жители ставят биогазовые установки, где биомасса бродит под нужной температурой.
Самый традиционный способ и древнейшее топливо – дрова. Сейчас для их производства сажают энергетические леса из быстрорастущих деревьев, тополя или эвкалипта.
Плюсы и минусы альтернативной энергии
Главная перспектива альтернативных источников – существования человечества даже в условиях жёсткого дефицита нефти, газа и угля.
Преимущества:
- Доступность – не нужно обладать нефтяными или газовыми месторождениями. Правда, это относится не ко всем видам. Страны без выхода к морю не смогут получать волновую энергию, а геотермальную можно преобразовывать только в вулканических районах.
- Экологичность – при образовании тепла и электричества нет вредных выбросов в окружающую среду.
- Экономия – полученная энергия имеет низкую себестоимость.
Недостатки и проблемы:
- Траты на этапе строительства и обслуживание – оборудование и расходные материалы дорогие. Из-за этого повышается итоговая цена электроэнергии, поэтому она не всегда оправдана экономически. Сейчас главная задача разработчиков снизить себестоимость установок.
- Зависимость от внешних факторов: невозможно контролировать силу ветра, уровень приливов, результат переработки солнечной энергии зависит от географии страны.
- Низкий КПД и маленькая мощность установок (кроме ГЭС). Вырабатываемая мощность не всегда соответствует уровню потребления.
- Влияние на климат. Например, спрос на биотопливо привёл к сокращению посевных площадей для продовольственных культур, а плотины для ГЭС изменили характер рыбных хозяйств.
Возобновляемая энергия в мире
Главный потребитель возобновляемых источников энергии – Евросоюз. В некоторых странах альтернативная энергетика вырабатывает почти 40% от всей электроэнергии. Там уже прижились разные меры поддержки: скидочные тарифы на подключение и возврат денег за покупку оборудования. Не отстают страны Востока и США.
Германия
40% электроэнергии в Германии дают возобновляемые источники. Она лидер по числу ветровых установок, которые генерируют 20,4 % электричества. Оставшаяся доля приходится на гидроэнергетику, биоэнергетику и солнечную энергетику. Немецкое правительство поставило план: вырабатывать 80% энергии за счёт альтернативных источников к 2050 году, но закрывать атомные электростанции пока не хочет.
Исландия
У Исландии очень много горячей воды, потому что она расположилась в зоне вулканической активности. Страна обеспечивает 85% домов отоплением из геотермальных источников и покрывает ими 65% потребностей населения в электроэнергии. Мощность источников настолько велика, что они хотят наладить экспорт энергии в Великобританию.
Швеция
После нефтяного кризиса 1973 года страна стала искать другие источники энергии. Началось всё с ГЭС и АЭС. Из-за атомных станций шведов часто критиковали Greenpeace, но с конца 80-х доля энергии от АЭС не растёт.
Начиная с 90-х Швеция строит оффшорные ветропарки в море. На выбросы предприятиями углерода в атмосферу введён дополнительный налог, а для производителей ветровой, солнечной и биоэнергии есть льготы.
Ещё Швеция активно использует энергию от переработки мусора и даже планирует его закупать у соседних стран, чтобы отказаться от нефти. Некоторые города получают тепло от мусоросжигательных заводов.
Китай
В Китае самая мощная ГЭС в мире – «Три ущелья». По состоянию на 2018 год – это крупнейшее по массе сооружение. Её сплошная бетонная плотина весит 65,5 млн тонн. За 2014 станция произвела рекордные для мира 98,8 млрд кВт⋅ч.
Крупнейшие ветровые ресурсы тоже здесь (три четверти из них поставлены в море). К 2020 году страна планирует выработать при их помощи 210 ГВт.
Ещё тут 2 700 геотермальных источников и делают 63% устройств для преобразования солнечной энергии. Китай занимает третье место в производстве биотоплива на основе этанола.
Альтернативная энергия в России
Разное географическое положение регионов и специфика климатических поясов в России не позволяют развивать эту отрасль равномерно. Нет инвестиций и есть пробелы в законе.
Виды возобновляемой энергии в России
Солнечная энергия
Используется и в промышленных масштабах, и у местного населения как резервный или основной источник тепла и электричества. Мощность всех солнечных установок – 400 МВт, из них самые крупные в Самарской, Астраханской, Оренбургской областях и Крыму. Самая мощная СЭС – «Владиславовка» (Крым). Ещё разрабатываются проекты для Сибири и Дальнего Востока.
Ветровая энергетика
Ветровая возобновляемая энергия в России представлена чуть хуже, чем солнечная, хотя и здесь есть промышленные установки. Общая мощность ветровых генераторов в нашей стране – 183,9 МВт (0,08 % от всей энергосистемы). Больше всего установок – в Крыму, а мощнейшая находится в Адыгее – «Адыгейская ВЭС».
Гидроэнергетика
Это самый популярный вариант альтернативного источника энергии в России. Около 200 речных ГЭС вырабатывают до 20% от всей энергии в стране. В заливе Кислая губа в Мурманской области с 1968 года есть приливная электростанция – «Кислогубская ПЭС». Самая крупная ГЭС стоит на реке Енисей – «Саяно-Шушенская».
Геотермальная энергетика
За счёт обилия вулканов этот вид энергетики распространён на Камчатке. Там 40% потребляемой энергии генерируется на геотермальных источниках. По данным учёных, потенциал Камчатки оценивается в 5000 МВт, а вырабатывается только 80 МВт энергии в год. Ещё геотермальные станции есть на Курилах, Ставропольском и Краснодарском крае.
Биотопливо
Наша страна входит в тройку экспортёров пеллет на европейском рынке. В России есть заводы, создающие из остатков древесины пеллеты и брикеты, которыми топят котлы и печки.
Сельскохозяйственные отходы преобразуют в жидкое топливо и биогаз для дизельных двигателей. А вот свалочный газ не используется вообще, его просто выбрасывают в атмосферу, нанося ущерб окружающей среде.
Компании, которые занимаются возобновляемыми источниками энергии
Рост инвестиций в возобновляемую энергетику и поддержка правительства помогает многим компаниям успешно вести бизнес.
First Solar Inc.
Эта американская компания была образована в 1990 году и стала известной благодаря производству солнечных батарей. Сейчас это крупнейшая фирма, которая продаёт солнечные модули, поставляет оборудование и отвечает за технический сервис.
Vestas Wind Systems A/S
Старейший производитель ветрогенераторов из Дании. Компания основана в 1898 году и на сегодняшний день ей удалось установить более 60 тысяч ветровых турбин в 63 странах. Vestas продаёт отдельные генераторы, комплексные станции и обслуживает устройства.
Atlantica Yield PLC
Эта компания с офисом в Лондоне владеет классическими линиями электропередач, солнечными и ветровыми станциями в Северной Америке, Испании, Алжире, Южной Америке и Южной Африке.
ABB Ltd. Asea Brown Boveri
Шведско-швейцарская компания, известная автомобильными двигателями, генераторами и робототехникой. С 1999 года бренд занимается преобразованием солнечной и ветровой энергии. В 2013 году компания стала мировым лидером в области оборудования фотоэлектрической энергии.
Источник https://beelead.com/energoeffektivnost-i-energosberezhenie/
Источник https://nsportal.ru/shkola/ekologiya/library/2012/03/01/energosberezhenie-kak-sredstvo-ekonomii-prirodnykh-bogatstv
Источник https://invlab.ru/texnologii/alternativnaya-energiya/